打造属于你自己的STM32下载器调试器——DAPLink

打造属于你自己的STM32下载器调试器——DAPLink

引用

少数派

1.

https://sspai.com/post/88682

DAPLink是一款由ARM官方开源的仿真器，支持全系列Cortex-M0/M3/M4/M7内核芯片的程序下载和调试。本文将详细介绍DAPLink的功能、使用方法以及源码编译方法，帮助读者打造属于自己的DAPLink下载调试器。

背景

在开发STM32等基于ARM内核的单片机时，选择一款合适的下载调试器是一个常见的问题。市面上有各式各样的下载调试器可供选择，包括J-Link、ST-Link、J-Link0B、CMSIS-DAP、DAPLink等。本文将基于ARMmebed官方开源代码打造一款DAPLink下载调试器，并对其进行了改进，实现了串口ISP功能。

这款DAPLink具有以下特点：

• 官方开源，无版权限制，稳定不丢失固件
• 支持全系列Cortex-M0/M3/M4/M7内核芯片的程序下载和调试（HID）
• 自带USB虚拟串口，方便程序调试（CDC）
• 拖拽下载功能，模拟U盘，将Hex或bin格式文件拖拽或拷贝至U盘完成下载（MSC）
• 串口下载程序功能
• 输出5.0V和3.3V电源，可供电目标电路
• 板载自恢复保险丝，短路自保护
• Win10即插即用，无需驱动

DAPLink项目简介及使用方法

功能介绍

这是一款ARM官方开源的仿真器，可以实现全系列Cortex-M0/M3/M4/M7内核芯片的程序下载和调试。特性如下：

• 官方开源，无版权限制，稳定不丢失固件
• SWD接口，全系列Cortex-M0/M3/M4/M7下载和调试（HID）
• 自带USB虚拟串口，方便程序调试（CDC）
• 拖拽下载功能，模拟U盘，将Hex或bin格式文件拖拽或拷贝至U盘完成下载（MSC）
• 串口下载程序功能
• 输出5.0V电源，可供电目标电路
• 输出3.3V电源，可供电目标器件
• 板载自恢复保险丝，短路自保护
• Win10即插即用，无需驱动

接口及尺寸

产品上下共计8个插针，其中上面四个插针为下载调试接口，下面四个插针为串口通讯接口。具体引脚如下所示：

DAPLink与单片机的连接关系：

产品上下共计8个插针以STM32F103xx单片机为例：DIO对应PA13，CLK对应PA14，RST对应NRST（可不连接）。3.3V或5V供电可根据需要选择。

开发环境

DAPLink由CMSIS-DAP发展而来，因此，但凡支持CMSIS-DAP协议的开发环境都可用来下载或调试程序，包括但不限于以下IDE软件：

• MDK Keil
• IAR

通过Keil下载程序的配置

首先将DAPLink插入PC的USB口，显示如下图所示：

• 如果识别成功，在设备管理器中会生成一个串口①
  USB串行设备(comX)
  ，每个电脑显示的数字会不一样，这显示的是
  com19
  ，记住这个数字即可；
• “我的电脑”目录下将生成②名称为
  DAPLINK(E:)
  的U盘；
• 如果没出现上述现象，请重新插拔DAPLink。

注意：win7或win8操作系统需要安装串口驱动，资料包中包含驱动，或至官网下载

• 打开keil5软件，点击如上图所示的①配置选项，进入
  Options fo Target ‘Flash’
  选项；
• 在②所示的
  Debug
  子菜单下，
  use:
  下拉菜单③选择
  CMSIS-DAP Debugger
  ；
• 点击④的
  Setting
  ，进入下一步设置；
• 在上图
  Debug
  子菜单下按图中①、②、③进行配置，最大速度为10MHz；
• DAPLINK与目标板连接好之后，将会显示④器件信息；
• 如果没有显示④，请重新连接DAPLINK与目标板，并返回第6步重新设置；
• 切换到
  Flash Download
  录下，如下图所示；
• 按照上图①、②进行设置；
• 其中②需根据单片机具体型号进行选择，点击
  add
  或
  Remove
  进行添加或删除；
• 接着点击所有
  OK
  完成设置；
• 编译好工程之后，点击下图所示的
  LOAD
  ，开始程序下载；
• 上述配置一次永久有效，下次下载时只需点击
  LOAD
  即可。

串口下载配置

DAPLINK的官方源码并不支持串口下载程序功能，我们对程序稍微做了些改进，增加了串口下载功能，平时也可以作为普通串口使用。串口电路连接图如下所示：

其中，
TxD--->RxD，RxD<---TxD
，以STM32F103xx为例，DAPLink的TxD对应PA10，RxD对应PA9。

• 启动单片机串口下载软件mcuisp.exe；
• 如下图①配置串口端口和波特率，端口号为前面识别的DAPLINK串口号，波特率可以任选，这里以460800bps为例；
• 如下图②所示选择需要下载的HEX文件；
• 如下图③选择
  不使用RTS和DTR
  ；
• 确保DAPLink与目标板串口已经连接好，并且配置好BOOT0,1的值，以STM系列单片机为例：设置
  BOOT0=1，BOOT1=0
  ；
• 点击上图所示的④
  开始编程(P)
  ，随后按下目标板的复位按键；
• 如下图所示，显示下载程序信息，表示下载成功。

拖拽下载配置

DAPLINK的拖拽下载功能，是指只需要将编译好的.Hex或.Bin文件拖拽至DAPLINK的U盘便可完成下载。正常情况下，DAPLINK的U盘中将包含下图所示的两个文件：

如果拖拽下载成功，下载成功的详细信息可以在DETAILS.TXT文件查询。如果下载不成功，U盘目录下将生成FAIL.TXT文件，在文件中可以查看下载失败的具体原因。

但是，U盘拖拽下载功能有所限制，一种固件只能对应一系列单片机。例如，我们这款产品出厂时烧录的是STM32F103xx系列的固件，因此，只支持STM32F103xx系列单片机拖拽下载。如果你想要拖拽下载STM32F401xx系列单片机程序，则必须将固件更新为STM32F401xx的固件。产品资料包中包含了官方支持的几种固件。固件更新方法详见下一节内容。

固件更新办法

• 使用跳线冒或者镊子等工具将RST和GND之间短路，并将DAPLINK插入PC，生成的U盘名称将变为MAINTENANCE(E:)，如下图所示：
• 出现了上述U盘之后，将跳线帽断开，即保证RST和GND处于断开状态；
• 将对应系列单片机的
  .bin
  格式固件拖拽至U盘，完成更新；
• 如果下载成功，将DAPLink重新拔插一下便可正常使用了。

注意事项：

固件一定要是名称中包含CRC的跳线帽断开，即保证RST和GND处于断开状态；

• 将对应系列单片机的
  .bin
  格式的文件，如果DAPLINK的bootloader文件损坏了，我们需要使用其他的下载器先将bootloader文件下载至DAPLink中，再按照上面的方法更新固件。DAPLink自身的下载口在设备的侧面，打开源代码文件夹stm32f103xb_bl的bootloader工程，并通过keil5软件将其下载至模块中。

DAPLink官方源码编译方法

对于喜欢DIY的朋友来说，使用官方源码来定制个性化的DAPLINK将会是一件乐趣无穷的事情。经过一段时间的摸索，熟悉了源码编译的流程，即使是初学者，按照这套流程也能快速的将程序跑起来，为了让大家在学习，开发的过程中少走些弯路，将它们在这里分享给大家。

工具软件安装

包括下面这些必备的软件，软件包含在资料包中，也可以自己网上下载：

• python2.7
• Git
• MDK5.25
• pip

软件安装注意事项：

• 首先Python请安装版本2.7，其他版本可用性没有测试
• 安装好python之后，请注意添加环境变量，方法如下图所示
• 安装好python后记得安装pip
• 安装好MDK5.25

源码下载

官方源码可以从github仓库下载，官方一直在维护和更新，下载地址如下：
https://github.com/ARMmbed/DAPLink。下载后，将文件解压，记住文件路径不要包含中文字符，解压后源码目录如下图所示：

建立编译环境

在源码目录下运行git bash, 如下图所示，在右键菜单中选择“Git Bash Here”：

• 在git输入以下代码建立初始运行环境

pip install future
pip install virtualenv
virtualenv venv

• 在git输入以下代码生成工程文件

venv/Scripts/activate.bat
pip instll –r requirements.txt
progen generate –t uvision
venv/Scripts/deactivate.bat

• 在git输入以下代码初始化仓库，并提交代码至本地仓库

git init
git add .
git config --global user.name "hugh"
git config --global user.email "hugh@163.com"
git commit -m "layout"

注意：上述代码必须逐条执行，需等上一条执行完毕，再执行下一条，上述代码代码执行需要连接互联网，执行过程需要一点时间，务必耐性等待。

编译以及DIY

按照上述操作过后，在源码目录的Projectfiles文件夹下将分别生成bootloader工程和固件工程。

我们打开其中一个固件工程进行编译，如果3.3各部分操作无误，编译结果将如下图所示。

资源链接

到目前为止，便可以根据你自己的想法进行DIY了。DAPLink的功能详细介绍和使用方法可以参考百度网盘文档。

电路板PCB工程开源如下，注意该工程本来是要设计离线DAP用的，中途项目暂缓，先将PCB工程开源出来（电路板验证过），DIY玩家可以自行打样，移植的时候需要自行根据原理图结合程序更改IO口配置。工程下载链接：ProProjectRYDAPonline20240123.epro

注意使用立创EDA专业版导入工程即可使用。