STM32F407-学习STM32的SW与JTAG调试与下载电路的设计

只看该作者 · 2021-9-4 13:45

一、前言
开发STM32的电路板必须理解STM32下载与调试电路的设计，才能保证后续对STM32开发板进行程序的下载与调试。
下图是标准的JTAG/SWD下载与调试连接器（摘自微雪电子）：

也有一些厂家只保留了SWD接口，下图是一种非标准的连接器（摘自硬石科技）：

目前，最多人使用的是SWD接口。在工作上，我也是只使用SWD接口。这一次的笔记记录，也是以SWD为主题展开。
SWD接口需要配合ST-LINK使用，ST-LINK的价格相对于J-LINK的价格来说，便宜太多了。

只看该作者 · 2021-9-4 13:46

二、SWD电路设计

SWD仅仅需要4根线就能完成程序的烧写与调试，配上ST-LINK价格便宜，是目前STM32开发的最好组合。
下图摘自硬石科技的F4开发板：

上图的电路，直接应用在自己的项目上是没有问题的。但是，最好还是要弄明白以下两个问题：

1. SWCLK为什么需要经过10K电阻下拉至GND？
2. SWDIO为什么需要经过10K电阻上拉至3.3V?

只看该作者 · 2021-9-4 13:47

三、硬件设计-SWCLK与SWDIO
现在就来搞明白SWCLK下拉与SWDIO上拉的理由。
参考《STM32F4xx中文参考手册》第1247页，第33章节-调试支持。

从上图可以看到，其实SWDIO与SWCLK内部已经有上拉与下拉了。

SWCLK/TCK，在电路板上没有特殊建议进一步下拉

接着，查看《STM32F4xx中文参考手册》第1251页：

从上图可以看到，ARM官方建议在SWDIO上使用100k电阻上拉。但是，大部分人都只是用10k上拉。我亲自尝试过这两个方案，没有发现有什么区别。

SWDIO，在芯片内部已经有上拉，但在电路板上必须再一次上拉（100k或者10k电阻）
SWCLK，在芯片内部已经有下拉，在电路板上没有特殊要求进一步下拉。

只看该作者 · 2021-9-4 13:49

四、代码-STM32CubeMX
弄明白SWD方式的硬件设计之后，接着看代码的配置（至关重要）！

如上图所示，Debug需要选择Serial Wire(SWD方式）。至于为什么需要配置Serial Wire？原因是，STM32的GPIO口都是有复用功能。其中，PA13与PA14都有两种功能。
如下图所示，PA13可以是JTMS，也可以是SWDIO。STM32默认是JTAG模式，所以PA13默认是JTMS，并不是SWDIO。
在Debug栏目，选择Serial Wire（SWD模式）之后，PA13是SWDIO，PA14是SWCLK。然后PA15，PB3，PB就只是普通的GPIO。

总之，选择Serial Wire的话，相当于“禁止JTAG-DP和使能SW-DP”，即关闭JTAG，同时开启SWD。