2020年01月18日 | 如何使用串口来给STM32下载程序

前言

第一次学习STM32的时候，不知道有调试器这个东西，所以一直是通过串口来给STM32下载程序，下载速度也还算可以，一般是几秒钟完成。后来用了调试器，可以直接在Keil环境下进行下载，而且还可以进行在线调试，所以后来就很少使用串口来下载程序了。前几天在uFUN试用群里看到有几个朋友在使用串口下载程序时，遇到了各种各样的问题，所以在这里简单介绍一下如何通过串口来给STM32下载程序。

STM32的启动模式介绍

从STM32参考手册上，可以查阅到，STM32的启动模式，共有下列三种，可以通过BOOT0和BOOT1电平的不同组合，来选择不同的启动模式。

关于这几种模式的介绍，下面是我个人的理解：

主闪存启动模式：即运行模式，单片机上电即运行程序。

系统存储器启动模式：即串口下载模式。上电之前要先设置BOOT0=1，BOOT1=0，然后才能通过串口下载程序。或者在已经上电的情况下，设置BOOT0=1，BOOT1=0，然后按一下复位键，这样也能通过串口下载程序。

SRAM启动模式：即调试模式。假如我只修改了代码中一个小小的地方，如果直接擦除整个Flash，比较费时，而且Flash的擦写次数也是有限制的。所以可以考虑从RAM中启动代码，用于快速的程序调试，等程序调试完成后，再将程序下载到Flash中。

有的朋友可能遇到过这种情况：程序第一次下载的时候可以运行，但是掉电重启之后，程序就不能运行了。这种情况就有可能是把BOOT设置成了串口下载模式，所以掉电之后，并不会自动运行。如果想要即使掉电重启也能直接运行程序，可以把BOOT设置为主闪存启动模式，即BOOT0=0。

安装USB串口驱动

在进行串口下载程序之前，如果串口芯片的驱动程序没有安装，那么电脑不能识别串口，如上图所示，设备管理器里有一个未识别的设备。在安装串口驱动之前，要先确定开发板所使用的串口芯片，我们的uFUN开发板使用的是CH340串口芯片。这里我提供了几个常用串口芯片的驱动程序下载地址，大家如果使用其他的串口芯片，要安装对应的驱动程序：

CH340：CH340/CH341USB转串口WINDOWS驱动程序

PL2302：PL2303 Windows Driver Download

CP2102：CP210x USB转UART桥接VCP驱动程序

FT232：FT232R USB UART Driver Download

如果驱动安装成功，在设备管理器里可以看到该设备对应的串口号：

设置启动模式为系统存储启动模式

上电前，设置BOOT0=1，BOOT1=0。或者是在上电后，设置BOOT0=1，BOOT1=0之后，然后按一下复位按键。这两种方式都可以让设置为系统存储启动模式，从而通过串口下载程序。

参考uFUN的原理图：

可以看出，BOOT的选择是通过拨码开关实现的。S1对应BOOT1，S2对应BOOT0，开关处于ON状态，BOOT直接接地，为低电平0；开关处于OFF状态，BOOT上拉为高电平1，即：

这一点和【uFun 开发板快速入门指南 V10】介绍的有所出入，在这里手动@管理员核对一下。

对于uFUN开发板，要切换到串口下载模式，只需要设置S1=ON，即BOOT1=0，S2=OFF，即BOOT0=1，就可以进行下一步的程序下载。如下图所示：

使用FlyMCU下载程序

STM32串口下载软件主要两个，一个是国人开发的FlyMCU，另一个是ST官方的Flash Loader Demonstrator，这两个软件的下载方法我都会介绍，不过我个人认为FlyMCU更简单易用一些。

FlyMCU是由单片机在线编程网开发的一款串口下载软件，我使用的是V0.188版本，主界面如上图所示，如果大家想获取最新版的软件可以到官方网站下载。我去官网上看了一下，又发布了免费的Free ISP软件，可以支持STM32和LPC2xxx程序的下载。如果有朋友从事LPC2xxx MCU的开发，而又没有调试器，可以尝试一下这个软件。 好了，话不多说，下面来看一下如何使用FlyMCU通过串口来给uFUN开发板下载程序。

1.软件的下载

可以到官方网站下载最新版，或者是下载我使用的这个版本，FlyMCU V0.188。

2.选择COM号

确保启动模式已经设置为串口下载模式，BOOT1=0，BOOT0=1，即S1=ON，S2=OFF，然后把开发板连接电脑上电，打开软件，选择PORT菜单下对应的COM口。

3.加载hex文件

加载生成的hex文件，并勾选右边的编程前重装文件，这样，就不用每次下载程序，重新加载hex文件了。

4.下载程序

勾选校验、编程后执行这两个选项，取消勾选编程到FLASH时写选项字节，然后点击开始编程按钮，如果正常下载的话，右边会输出下载的信息，如果成功下载并运行，最后会输出：

共写入8KB,进度100%,耗时4750毫秒

成功从08000000开始运行

表示程序成功下载。

编程后执行：这个选项是指，程序下载完成后自动运行，而不用切换到BOOT到主闪存启动模式，但是，掉电重启，程序不会直接运行。如果要上电即运行此程序，还需要把BOOT设置回主闪存启动模式BOOT0=0，即S2=ON。

编程到FLASH时写选项字节：这个选项不要勾选，如果勾选了，可能会导致下载失败，或者是运行失败，甚至会导致芯片的锁死。所以，这个选项一定不要勾选。

使用Flash Loader Demonstrator下载

Flash Loader Demonstrator是ST官方的串口下载软件，可以用于STM32系列单片机的程序下载，官网地址：STM32 Flash loader demonstrator

1.软件的下载

通过上面的官网链接，可以下载到最新2.8.0版本的Flash Loader Demonstrator，但是如果要想下载，需要先登陆ST官网的账号，如果不想注册账号的话，可以通过下面的链接下载，这个是我之前找的，版本是2.6.0的，但不影响程序的下载：Flash_Loader_Demonstrator_v2.6.0_Setup

2.连接芯片

和FlyMCU不同的是，要想下载程序，必须要经过连接芯片，等一系列步骤才能完成下载，这一点，也是我觉得这个软件不好用的原因。

打开软件，选择板子串口对应的COM号，波特率可以调成最高，这样下载速度会快一点，但是有的串口芯片，不能支持很高的波特率。

如果和板子连接成功的话，会检测到目标STM32芯片的Flash的大小，我们的uFUN开发板是使用STM32F10RC，256KB Flash。

这一步，可以查看当前Flash各页的读写情况，绿色的锁表示可读/可写，如果芯片被加了读保护，或者写保护，部分页会显示为红色的锁。

]

3.程序的下载

先加载hex文件，下面的擦除选项可以选择：擦除必要的页、不擦除或者是全片擦除，这里保持默认配置就行，直接点击Next进行程序的下载。

如果下载成功，会显示

这里如果点击Back是不能进行第二次程序下载的，必须重新打开，连接，才能下载。

另外，除了STM32系列单片机程序的下载，它还支持ST公司的STM8的程序下载。

总结

STM32只能通过串口1进行程序下载，即PA9、PA10，其他串口都不具备这个功能，所以，如果自己设计板子，要注意这一点。一些联网的设备进行固件更新也是这个原理，即把WIFI模块，连接到串口1，实现程序的在线升级。当然，具体的实现还是很复杂的，而且还涉及到Bootloader程序的开发，这就是另外一个方面了。虽然STM32的F4系列也可以使用串口下载程序，但擦除时间很长，有十几秒种。推荐大家尽量还是使用调试器来进行程序的下载和调试，方便又好用，单片机开发必备！