USB-to-UART в качестве программатора/отладчика для STM32

Или «Вот что лень с программистом делает»

Наконец дошли руки поиграться с платкой с STM32 (у меня такая). Камень STM32F103RBT6, пины разведены на гребенки, подключен USB, UART выведен на DB9 через MAX3232, есть разъем JTAG, пара кнопок, пара светодиодов — ничего особенного.

Первый вопрос, который возник сразу — как прошивать. JTAG-адаптером пока обзавестись не успел, но не раз читал, что STMки умеют вшитый на заводе UART-бутлоадер. Ок, пробуем. Качаем архив с прошивальщиком, расчехляем USB-to-UART переходничок на CP2102, переставляем джампер на BOOT0, запускаем, прошиваемся. Все с первого раза, это успех. Переставляем джампер еще раз, жмем ресет — видим мигающий диодик.

Это круто, подумал я. Но вручную переставлять джампера и жать ресет каждый раз — это не путь джедая. Поэтому «We need to go deeper»



Сначала я решил удовольствоваться малым (черт с ними, с джамперами) и хотя бы запускать саму прошивку прямо из CooCox'a, для чего директория установки STM Flash Loader'a была происследована на предмет консольного интерфейса к прошивальщику. Он нашелся в виде файла STMFlashLoader.exe, прочитав справку которого мы сразу видим, что, де, вот она, рыба нашей мечты:

-Rts                 (set Rts line to Hi, Lo)
   --State           : State in {Hi, Lo}
-Dtr                 (Set Rts line to Hi, Lo)
   --State           : State in {Hi, Lo}

У нас есть аж две линии, которые (судя по лежащему рядом примеру в файле MB786revB.bat) мы можем использовать как GPIO, т.е. управлять уровнями на них по собственному желанию. Запаиваем дополнительную гребенку в адаптер, благо нужные нам линии разведены, и подключаем 2 дополнительных провода от адаптера к плате: я подключил RTS на BOOT0 (прямо туда, где подключается джампер) и DTR на Reset (нашелся на колодке JTAG, пин 15). Осталось задать правильную команду для запуска прошивальщика. Вот, что получилось у меня:

STMFlashLoader.exe \
    -c \
        --pn 3 --br 115200 --db 8 --pr EVEN --sb 1 --ec ON --to 1000 \
    -Rts \
        --Lo \
    -Dtr \
        --Hi --Lo \
    -i STM32_Med-density_128K \
    -d --a 8000000 --fn <file path> --v --o \
    -Rts \
        --Hi \
    -r --a 8000000

Пара комментариев.
Разбивка на строки не случайна. По сути сама программа- прошивальщик представляет собой некий интерпретатор, а коммандная строка его запуска — программу для него. Опции, начинающиеся с одного минуса — операторы программы, с двух минусов — их операнды/опции. Самые интересные тут для нас опции — это -Rts и -Dtr. Слеующие за ними флаги --Hi/--Lo задают последовательность, которая будет выдана на эти пины. Причем, как видите, за одну строку можно изменить состояние пина несколько раз.

Итак, вначале мы открываем порт с заданными настройками (-c), затем по линии RTS переключаем состояние BOOT0 (-Rts), затем по линии DTR выполняем Reset (-Dtr). Указываем семейство контроллера и даем команду на загрузку прошивки из указанного файла (-i, -d). Затем переводим BOOT0 в нормальное состояние и запускаем выполнение программы.

Заставить Кокос вызывать эту команду мне пока не удалось (буду рад, если кто-то поделится соображениями — теоретически можно прописать ее в build.xml, но с ходу у меня это не получилось), поэтому сохранил в BAT-файл и запускаю прошивку одним кликом.

Надеюсь, что кому-то мое мини-исследование оказалось полезным и сэкономило время.

А к слову об отладке — раз у нас все равно постоянно подключен к компьютеру UART, ничего не мешает нам задействовать его для отправки отладочной информации. Для этого я добавил в проект следующие фрагменты кода:

// main.c

#include <stdio.h>

#define PRINTF_USART USART1

void PrintChar(char c)
{
    /* Loop until the end of transmission */
    USART_SendData(PRINTF_USART, (uint8_t) c);
    while (USART_GetFlagStatus(PRINTF_USART, USART_FLAG_TC) == RESET);
}

void SetupUSART()
{
    GPIO_InitTypeDef gpio;
    USART_InitTypeDef usart_init;
    
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1 | RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);

    gpio.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    // Tx on PA9 as alternate function push-pull
    gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    GPIO_Init(GPIOA, &gpio);
    
    // Rx on PA10 as input floating
    gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_Init(GPIOA, &gpio);

    usart_init.USART_BaudRate = 57600;
    usart_init.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    usart_init.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    usart_init.USART_Parity = USART_Parity_No;
    usart_init.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    usart_init.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    
    USART_Init(USART1, &usart_init);
    USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_CTS | USART_FLAG_LBD  |
                            USART_FLAG_TC  | USART_FLAG_RXNE
                    );

    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

Из репозитория Кокоса подключаем C Library и Retarget Printf и все, можем использовать функцию printf() для вывода информации в UART. Если кто-то хочет сделать красивее, асинхроннее и на прерываниях — ради бога, это просто быстрый прототип и ни на что не претендует.

За сим откланиваюсь. Замечания, предложения, улучшения — с радостью выслушаю.