用STM32單片機替換J-LINK

一、 DAP-LINK簡介

Arm Mbed DAPLink 是一個開源軟件項目。把代碼編譯以后，會生成一個固件（和單片機開發是相同的），把固件寫到單片機里面，單片機就具備了J-LINK的功能。其成本很低，在淘寶上也有現成的產品。本文記錄的是使用一個STM32開發板制作DAP-LINK的過程。

圖 1 淘寶上的DAP-LINK

本次實驗的基本流程如下：

1.使用開源的代碼編譯生成DAP-LINK固件。

2.使用J-LINK燒寫DAP-LINK的固件到開發板中。

3.驗證DAP-LINK固件在開發板中的可用性。

下面先介紹基本的硬件、軟件環境，再介紹實驗步驟。

二、硬件信息

實驗主機：筆記本電腦

開發板：STM32F103C8T6開發板[1]（用來承載DAP-LINK）

開發板：STM32F103VET6開發板[2]（用來驗證DAP-LINK可用）

輔助調試器：J-LINK調試器[3]

開發板和輔助調試器依次如下圖所示：

圖 2 J-LINK調試器示意圖

圖 3 STM32F103C8T6開發板

三、軟件信息

源碼：x893 DAP-LINK源碼[4]

實驗主機：Win10

編譯環境：ARM MDK 5.14[5]

四、制作過程

制作過程部分主要描述編譯環境構建、編譯DAP-LINK源碼、燒寫DAP-LINK程序到小開發板、驗證DAP-LINK的可用性。其中，在驗證可用性的環節，DAP-LINK指示燈和SWD調試連接需要進行原理圖分析后，才能確定芯片的連接關系，進而使用杜邦線建立DAP-LINK和開發板的連接。USB接口的連接，x893和我們的小開發板的連接是一致的，所以這部分不用擔心燒寫DAP-LINK程序后會不兼容。

4.1 編譯環境構建

經多次測試，x893 的DAP-LINK源碼適用于本開發板。其代碼在github中開源，事實上，該代碼衍生自官方的github。

圖 4 x893 DAP-LINK源碼

該代碼使用ARM MDK[6]編譯，所以需要在筆記本上構建編譯環境，才能完成代碼編譯。

下載MDK。使用腳注提供的百度云連接安裝即可。安裝和破解過程參考網絡已有教程資源[7]。安裝完成后，需要下載最新的CMSIS包[8]，選擇Legacy support for Arm Cortex-M devices下載，下載完成后默認安裝即可。

4.2 編譯DAP-LINK源碼

打開\Firmware\STM32目錄下的CMSIS_DAP.uvproj工程文件，即可打開MDK的工程。打開后如下圖所示。選擇CMSIS-DAP-V2-F103。點擊左側箭頭即可進行編譯。

圖 5 MDK打開工程項目后的界面

編譯完成后，build output窗口有以下輸出：

圖 6 編譯完成的日志

4.3 燒寫DAP-LINK固件到開發板

將開發板與J-LINK建立連接，并將J-LINK插入到筆記本中，點擊圖5所示的藍色深色箭頭，完成燒寫。期間，需要確保J-LINK連接到開發板后，MDK可以識別到J-LINK插入到開發板，而且在debug->settings中可見J-LINK已經識別到與J-LINK連接的MCU了。

圖 7 確保J-LINK與開發板連接后識別到開發板的MCU

圖 8 J-LINK下載固件到開發板中

4.4 驗證DAP-LINK固件在開發板中的可用性

重新將C8T6開發板（燒寫DAP-LINK固件的開發板）的USB插入到筆記本中，筆記本中識別了兩個設備，分別是串口設備和USB設備。這樣，我們的C8T6就變成了一個CMSIS DAP調試器，其功能類似J-LINK。

圖 9 將DAP-LINK重新插入電腦后出現兩個設備

將C8T6開發板與被測試的VET6開發板相連接。連接關系如下圖所示。需要注意的地方有兩個：SWD連接和DAP-LINK的指示燈。

圖 10 DAP-LINK和開發板的連接方式

打開被測試開發板資料中的例程，設置開發板燒寫方式為DAP-LINK。然后以燒寫DAP-LINK的方式進行編譯、燒寫。

圖 11 設置工程源碼燒寫選項為DAP-LINK

圖 12燒寫完成后的日志

4.4.1 恢復指示燈

指示燈可恢復可不恢復。x893的主板上存在兩個自定義的LED，而我們的C8T6開發板上只有一個，所以只恢復了一個LED，另一個不恢復也不影響整體功能。兩份開發板原理圖位置如下：

l x893的電路原理圖：HW_STM32/CMSIS-DAP-X893/CMSIS-DAP.V2.pdf。

l C8T6開發板的原理圖：STM32F103C8T6-48腳-最小系統資料/STM32F103C8T6-48腳-最小系統資料/STM32F103C8T6--原理圖.pdf。

在C8T6開發板中，PC13與自定義LED相連接，默認不發光。而在x893中，存在兩個LED，分別與PB12和PB13相連。本次實驗恢復了PB13的LED連接，即把C8T6開發板的PB13連接到PC13上，使用杜邦線進行短接即可。

圖 13 C8T6開發板的自定義LED

圖 14 x893開發板的自定義LED

圖 15 C8T6開發板的PB13位置在TFT屏幕接口上

4.4.2 SWD調試連接

如果想建立SWD調試連接，需要我們在C8T6開發板和VET6開發板之間連接4根杜邦線。根據SWD接口的規范[9]，可以了解到只需要連接VCC、GND、SWDIO、SWCLK這四條杜邦線即可。

從X893的電路圖中可知，SWDIO和SWCLK由PA13、PA14這兩個IO口模擬產生，所以將這兩個IO口用杜邦線和VET6開發板的SWD接口的SWDIO和SWCLK進行連接即可。使用兩根杜邦線將兩個開發板的VCC和GND對應連接起來，這樣，就實現了SWD接口的連接。

圖 16 x893開發板上調試目標開發板的SWD接口

五、DAP-LINK調試方法

5.1 Linux下調試方法

pyOCD[10]和J-LINK驅動自帶的工具有些類似。使用pip也可以直接安裝成功。安裝命令如下：

python3 -m pip install -U pyocd

使udev下的CMSIS-DAP設備可用：sudo cp udev/50-cmsis-dap.rules /etc/udev/rules.d/

運行以下命令，即可識別到CMSIS DAP。一般情況下，需要運行sudo才能使用USB設備，具體需要根據自己的Linux環境而定，有的應該不需要，跟系統配置相關，這里不再贅述。Linux下調試STM32，如果需要自動化的測試程序，則需要自己完成腳本編寫。

圖 17 Linux下識別到CMSIS-DAP設備

5.2 Windows下調試方法

Windows下同樣支持pyocd，如果不需要自動化測試，使用J-link驅動來完成gdbserver端口映射是最方便的。

圖 18 Window下使用J-LINK+DAPLINK調試單片機

六、總結

DAP-LINK的開源代碼在STM32F103C8T6的實現比較簡單，需要注意的是，在使用自己的開發板加載適合其他開發板程序的時候，需要自己跳線解決兼容性的問題。解決跳線的方法是，通過分析原理圖，找到開源開發板上所示必要引腳，再找到自己的開發板與必要引腳的對應關系，在自己的開發板上實現開源開發板相同的電氣連接即可。

本文內容，需要有MDK使用經驗。MDK是編譯單片機代碼的IDE，早期是keil，后被ARM買了。如果文章中有不懂的地方，可以網上搜索使用MDK進行STM32開發的環境搭建過程，做一遍環境搭建，就能完整復現本文的實驗步驟了。

撰文時間較短，有不足之處，歡迎各位道友指出。歡迎交流。

七、參考鏈接

[1] STM32F103C8T6 開發板 STM32最小系統核心板 STM32單片機學習評估-淘寶網 (taobao.com)（https://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.47.43bf1f92MKZWHC&id=527982658127&ns=1&abbucket=10#detail）

[2] STM32F103VET6核心板最小系統板STM32 ARM開發板Cortex-m3-淘寶網 (taobao.com)（https://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.56.25704beeYXlvyZ&id=575401251589&ns=1&abbucket=3#detail）

[3] 仿真器J-LINK下載器ARM單片機STM開發板燒錄器V10JLINKV9-tmall.com天貓（https://detail.tmall.com/item.htm?spm=a230r.1.14.33.1d9a4269wgn6tN&id=637526274397&ns=1&abbucket=10）

[4] GitHub - x893/CMSIS-DAP: STM32 port for CMSIS-DAP with additional serial (CDC) support（https://github.com/x893/CMSIS-DAP）

[5] 鏈接：https://pan.baidu.com/s/1TlvK57Wf4jhK6ixKnAEqug  提取碼：35c1

[6] MDK Version 5 (keil.com)（https://www2.keil.com/mdk5）

[7] Keil MDK μVision 5 下載安裝及破解教程 - 吳川斌的博客 (mr-wu.cn)（https://www.mr-wu.cn/keil-mdk-uvision-5-crack/）

[8] MDK v4 Legacy Support (keil.com)（https://www2.keil.com/mdk5/legacy）

[9] https://blog.csdn.net/LEON1741/article/details/72846434

[10] https://github.com/pyocd/pyOCD