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ST-Link

ST-Link是STM32微控制器的程序员和调试器。

在简单设备的背景下，它用于：

  • flash an STM32 board;
  • 闪存失败后恢复板；
  • 通过SWD连接芯片；
  • erase memory;
  • 验证微控制器是否可见；
  • 有时调试程序。

并非所有板都需要 ST-Link。 ESP32、RP2040 和 Arduino 通常以不同的方式刷新。

什么是社署

SWD 是 Serial Wire Debug。

它是 ARM 微控制器的调试和闪存接口，通常与 STM32 一起使用。

对于基本连接，您通常需要：

  • SWDIO;
  • SWCLK;
  • GND;
  • sometimes NRST;
  • sometimes 3.3V or VTref as target reference voltage.

重要提示：ST-Link 上的 3.3V 并不总是意味着“从这里为电路板供电”。 ST-Link 通常需要查看目标板电压以了解信号电平。

Minimal connection

通常您连接：

ST-Link SWDIO -> board SWDIO
ST-Link SWCLK -> board SWCLK
ST-Link GND   -> board GND
ST-Link NRST  -> board NRST if reset is needed
ST-Link 3.3V/VTref -> 3.3V target if required by specific ST-Link

STM32 板通常由普通电源或 USB 供电。

连接之前，请检查特定 ST-Link 和板的文档。

Nucleo boards for STM32 with built-in ST-Link debugger

Source: Wikimedia Commons, Avandalen, CC BY-SA 4.0

Board power

最常见的困惑：该板是由 ST-Link 供电还是单独供电？

Options:

  1. 板子单独供电，ST-Link 仅连接到 SWD 和 GND。
  2. ST-Link 为小型目标板提供 3.3V 电压（如果它实际上是为此设计的）。
  3. ST-Link 仅读取 VTref，但不应为开发板供电。

不能盲目连接多个电源。

如果开发板已由 USB 或电源供电，请不要从 ST-Link 连接电源，除非您确定原理图允许。

DFU 是通过 USB 引导加载程序（如果可用）的闪存模式。

ST-Link 通过 SWD 直接与微控制器配合工作。

ST-Link 在以下情况下很有用：

  • DFU is not available;
  • 引导加载程序已损坏或未使用；
  • flashing disabled USB;
  • 主板不会进入正常闪光模式；
  • 你需要删除记忆；
  • 您需要恢复 STM32 访问权限。

但如果板子通过USB/DFU或SD卡正常刷新，则可能不需要ST-Link。

Connect under reset

Sometimes firmware breaks SWD access.

例如：

  • SWD引脚用作普通GPIO；
  • 固件快速使芯片休眠；
  • 代码在启动后立即挂起；
  • 时钟/电源模式设置不正确。

在这种情况下，Connect under reset 模式会有所帮助。

想法：ST-Link 保持复位状态并在错误固件执行之前尝试连接。

这通常需要连接 NRST。

在 STM32CubeProgrammer 或类似工具中，您通常会看到：

  • ST-Link是否已连接；
  • 是否找到目标；
  • 检测到什么芯片；
  • 是否可以读取内存；
  • whether you can erase flash.

如果 ST-Link 作为 USB 设备可见，但未找到目标，则问题通常出在板连接上：

  • target board has no power;
  • no common GND;
  • SWCLK和SWCLK交换；
  • VTref如需要则不接；
  • SWD frequency too high;
  • chip is locked;
  • firmware prevents connection;
  • 需要 Connect under reset。

SWD frequency

如果通讯不稳定，请尝试降低SWD频率。

在长电线、不良杜邦跳线或不稳定的电路板上，高频会干扰连接。

对于板恢复来说，缓慢而可靠的速度胜过快速。

常见错误

  • forgot GND;
  • 交换了 SWCLK 和 SWCLK；
  • 在不了解原理图的情况下同时连接 ST-Link 和 USB 电源；
  • 没有给目标板供电；
  • 需要Connect under reset时没有连接Connect under reset；
  • set SWD frequency too high;
  • 尝试使用 ST-Link 刷新 ESP32 或 RP2040；
  • 在不了解读出保护的情况下尝试连接到锁定的芯片；
  • 使用劣质长电线；
  • didn't update ST-Link firmware or didn't install driver.

你不能做什么

你不能：

  • 不检查就给3.3V STM32板施加5V电压；
  • connect multiple power sources blindly;
  • 将 ST-Link 连接到电源电压下的电路板，无需安全隔离和外壳；
  • 如果存在短路风险，请带电更换 SWD 线；
  • 假设克隆 ST-Link 具有与原始 ST-Link 相同的引脚排列。

克隆 ST-Link 引脚排列可能有所不同。请务必检查特定适配器上的标记。

要点

  • STM32 通过 SWD 需要 ST-Link。
  • 最小值：SWCLK、GND、NRST，有时为 VTref 和 VTref。
  • 该板应正确供电，但不一定来自 ST-Link。
  • DFU和ST-Link是不同的刷新方法。
  • Connect under reset 有助于在固件损坏后恢复访问。
  • 如果没有找到目标，首先检查功率、SWDIO/SWCLK、NRST、NRST 和 SWD 频率。

Reference materials