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ST-Link

ST-Link是STM32微控制器的程序員和調試器。

在簡單設備的背景下，它用於：

  • flash an STM32 board;
  • 閃存失敗後恢復板；
  • 透過SWD連接晶片；
  • erase memory;
  • 驗證微控制器是否可見；
  • 有時調試程式。

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

什麼是社署

SWD 是 Serial Wire Debug。

它是 ARM 微控制器的調試和閃存接口，通常與 STM32 一起使用。

對於基本連接，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 並不總是意味著「從這裡為電路板供電」。 ST-Link 通常需要查看目標板電壓以了解訊號電平。

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 板通常由普通電源或 USB 供電。

在連接之前，請檢查特定 ST-Link 和板的文件。

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

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

Board power

最常見的困惑：該板是由 ST-Link 供電還是單獨供電？

Options:

  1. 板子單獨供電，ST-Link 僅連接到 SWD 和 GND。
  2. ST-Link 為小型目標板提供 3.3V 電壓（如果它實際上是為此設計的）。
  3. ST-Link 僅讀取 VTref，但不應為開發板供電。

不能盲目連接多個電源。

如果開發板已由 USB 或電源供電，請勿從 ST-Link 連接電源，除非您確定原理圖允許。

DFU 是透過 USB 開機載入程式（如果可用）的快閃記憶體模式。

ST-Link 透過 SWD 直接與微控制器配合工作。

ST-Link 在以下情況下很有用：

  • DFU is not available;
  • 引導程式已損壞或未使用；
  • flashing disabled USB;
  • 主機板不會進入正常閃光模式；
  • 你需要刪除記憶；
  • 您需要恢復 STM32 存取權限。

但如果板子透過USB/DFU或SD卡正常刷新，則可能不需要ST-Link。

Connect under reset

Sometimes firmware breaks SWD access.

例如：

  • SWD接腳用作普通GPIO；
  • 韌體快速使晶片休眠；
  • 代碼在啟動後立即掛起；
  • 時鐘/電源模式設定不正確。

在這種情況下，Connect under reset 模式會有所幫助。

想法：ST-Link 保持重設狀態並在錯誤韌體執行之前嘗試連接。

這通常需要連接 NRST。

在 STM32CubeProgrammer 或類似工具中，您通常會看到：

  • ST-Link是否已連線；
  • 是否找到目標；
  • 检测到什么芯片；
  • 是否可以讀取記憶體；
  • whether you can erase flash.

如果 ST-Link 作為 USB 裝置可見，但未找到目標，則問題通常出在板連接上：

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

SWD frequency

如果通訊不穩定，請嘗試降低SWD頻率。

在長電線、不良杜邦跳線或不穩定的電路板上，高頻會幹擾連接。

對於板恢復來說，緩慢而可靠的速度勝過快速。

常見錯誤

  • forgot GND;
  • 交換了 SWCLK 和 SWCLK；
  • 在不了解原理圖的情況下同時連接 ST-Link 和 USB 電源；
  • 沒有給目標板供電；
  • 需要Connect under reset時沒有連接Connect under reset；
  • set SWD frequency too high;
  • 嘗試使用 ST-Link 刷新 ESP32 或 RP2040；
  • 在不了解讀出保護的情況下嘗試連接到鎖定的晶片；
  • 使用劣质长电线；
  • didn't update ST-Link firmware or didn't install driver.

你不能做什麼

你不能：

  • 不檢查就給3.3V STM32板施加5V電壓；
  • connect multiple power sources blindly;
  • 將 ST-Link 連接到電源電壓下的電路板，無需安全隔離和外殼；
  • 若有短路風險，請帶電更換 SWD 線；
  • 假設克隆 ST-Link 具有與原始 ST-Link 相同的引腳排列。

克隆 ST-Link 引腳排列可能有所不同。請務必檢查特定適配器上的標記。

重點

  • STM32 透過 SWD 需要 ST-Link。
  • 最小值：SWCLK、GND、NRST，有時為 VTref 和 VTref。
  • 該板應正確供電，但不一定來自 ST-Link。
  • DFU和ST-Link是不同的刷新方法。
  • Connect under reset 有助於在韌體損壞後恢復存取。
  • 如果沒有找到目標，先檢查功率、SWDIO/SWCLK、NRST、NRST 和 SWD 頻率。

Reference materials