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1、零死角玩转零死角玩转 STM32F103 指南者指南者 14 555 第4章 如何用串口下载程序 秉火 STM32F103VET6 指南者 自带串口下载电路 配合上位机可实现一键 ISP 下载 不需要修改开发板上的 BOOT 设置 与仿真器 Fire Debugger 相比 ISP 只能下载程 序 不能在线调试且下载速度慢 4 1 安装 USB 转串口驱动 秉火的 STM32 开发板用的 USB 转串口的驱动芯片是 CH340 要使用串口得先在电脑 中安装 USB 转串口驱动 CH340 版本 驱动可在网上搜索下载或者使用我们光盘里面提供 的 WIN7 用户请用管理员身份安装 如果不能安装成功
2、 请先百度查找原因自行解决 如果 USB 转串口驱动安装成功 USB 线跟板子连接没有问题 在计算机 管理 设备 管理器 端口中可识别到串口 图 4 1 USB 转串口驱动安装成功 如果识别不了串口 请检查 USB 线是否完好 可换一根 USB线试试 4 2 硬件连接 用 USB 线连接电脑和开发板的 USB转串口接口 USB TO UART 给开发板上电 零死角玩转零死角玩转 STM32F103 指南者指南者 15 555 图 4 2 串口下载连接图 图 4 3 指南者 霸道串口下载接线图 4 3 开始下载 打开 mcuisp 软件 配置如下 搜索串口 设置波特率 115200 尽量不要设置
3、的太 高 选择要下载的 HEX 文件 校验 编程后执行 DTR 低电平复位 RTS 高电 平进入 bootloader 开始编程 如果出现一直连接的情况 按一下开发板的复位键即可 零死角玩转零死角玩转 STM32F103 指南者指南者 16 555 图 4 4 ISP 下载配置 图 4 5 ISP 下载成功 零死角玩转零死角玩转 STM32F103 指南者指南者 17 555 4 4 ISP 一键下载原理分析 4 4 1 ISP简介 ISP In System Programming 在系统可编程 指电路板上的空白器件可以编程写入最 终用户代码 而不需要从电路板上取下器件 已经编程的器件也可以
4、用 ISP 方式擦除或再 编程 ISP 的时候需要用到 bootloader 自举程序 自举程序存储在 STM32 器件的内部自举 ROM 存储器 系统存储器 中 其主要任务是通过一种可用的串行外设 USART CAN USB I2C 等 将应用程序下载到内部 Flash 中 每种串行接口都定义了相应的通信协议 其中包含兼容的命令集和序列 4 4 2 ISP普通下载 现在我们针对 USART1的 ISP 进行分析 通常的 ISP 的步骤如下 1 电脑通过 USB转串口线连接 STM32 的 USART1 并打开电脑端的上位机 2 设置跳线保持 BOOT0 为高电平 BOOT1 为低电平 3 复
5、位单片机使其进入 bootloader模式 通过上位机下载程序 4 下载完毕 设置跳线保持 BOOT0为低电平 BOOT1 为低电平 5 复位单片机即可启动用户代码 正常运行 以上步骤有个不好的地方就是下载程序需要跳线及复位操作 很繁琐 通过对 ISP 的 原理认识 一键 ISP就诞生了 它需要做的事情就是用上位机去控制 BOOT0脚和单片机的 复位脚 原理图如下 零死角玩转零死角玩转 STM32F103 指南者指南者 18 555 图 4 6 ISP 一键下载电路 4 4 3 BOOT配置 在 ISP 下载电路中 我们需要配置 BOOT 引脚 有关 BOOT 引脚不同的配置会产生不 同的启动
6、方式 具体见表格 4 1 BOOT配置 表格 4 1 BOOT 配置 BOOT0 BOOT1 启动方式 0 X 内部 FLASH 1 0 系统存储器 零死角玩转零死角玩转 STM32F103 指南者指南者 19 555 1 1 内部 SRAM 4 4 4 ISP一键下载 USB 转串口估计大家都很熟悉 一般都是用到 RXD 和 TXD 这两个口 一键 ISP 电路 中我们需要用 USB转串口的芯片的 DTR口和 RTS口来控制单片机的 BOOT0和 NRST 原 理如下 1 通过上位机控制 U6 CH340G 的 RTS 脚为低电平 Q1 导通 BOOT0 的电平上拉为 高电平 2 通过上位机
7、控制 U6 CH340G 的 DTR 脚为高电平 由于 RTS 为低电平 Q2 导通 U8 的 2 脚为低电平 U18 为一个模拟开关 使能端由 4 脚控制 默认高电平 U18 的 1脚和 2脚导通 所以 NRST 为低电平系统复位 3 单片机进入 ISP 模式 此时可以将 DTR 脚设置为低电平 RTS 设置为高电平 Q1 和 Q2为截至状态 BOOT0 和 NRST还原默认电平 4 上位机将程序下载到单片机 下载完毕之后 程序自动运行 5 至此 很多人还会认为 U18 Q1 Q2 是多余的 用 U6 的 RTS 和 DTR 直接控制也 可以 正常情况下 这样理解没有问题 但是我们忽略了一点
8、 就是单片机上电瞬 间如果 USB 转串口连接了电脑 DTR 和 RTS 的电平是变化的 如果不处理好 单 片机会一直进入 ISP 模式 或者系统会复位多次 这种情况是不允许的 6 于是 就有了我们全新的一键 ISP 电路 我们主要是分析上电瞬间的逻辑关系 单 片机上电时我们通过示波器观察波形得知 DTR 和 RTS 的电平是变化的 但是也有 一个规律就是 只要 RTS 为低电平的时候 DTR 的电平也是低 因此一般情况 Q2 不会导通 但由于这两个 IO 口的电平存在 竞争冒险 会出现 RTS 的下降沿的 时候刚好遇到 DTR 的上升沿 这个时候 Q2 导通 导致系统复位 而 BOOT0 此时 有可能也为高电平 就会进入 ISP 模式 这个是不受我们控制的 我们不想系统出 现这样的情况 因此加入了模拟开关来切断这种干扰 7 加入模拟开关 U18 通过控制 U18 的 4脚的开关来达到隔离干扰电平的目的 下面 我们分析一下延时开关电路 上电瞬间 电容 C65通过电阻 R18来充电 由于电阻 100k 很大 电容的充电电流很小 等电容充电达到 U18 的 4 脚的有效电平 2V 时 大概耗时 1S 在这个 1S 时间内 U18 的模拟开关是断开的 因此 RTS 和 DTR 的干 扰电平不会影响到系统复位 系统正常运行
