新一代烧写工具 - STM32 Cube Programmer（附学习资源）

时间：2020-11-19 10:08:41

关键字：编程嵌入式

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[导读]STM32CubeProgrammer（STM32CubeProg）是STM32微控制器的专用编程工具。

STM32CubeProgrammer（STM32CubeProg）是STM32微控制器的专用编程工具。

STM32用户都知道，当完成程序调试，需要对芯片进行程序代码烧录编程，一般会有三个选择：

通过调试接口【JTAG/SWD】来烧写程序，一般要使用STLink Utility或STVP工具软件来完成；
通过UART接口来烧写程序，需要下载基于PC端的flash 烧录工具软件STM32 Flash loader demonstrator配合；
通过USB接口来烧写程序，需下载USB DfuSe工具软件来实现。

2017年底，ST推出了多合一烧录工具STM32CubeProgrammer，以其高集成度支持上述三类编程接口，还兼具其它更多功能。

STM32CubeProg 不断迭代，至2020年10月，更新至最新版 STM32CubeProgrammer 2.5.0（点击即可下载），增添更多新功能。

STM32CubeProgrammer 主要功能

STM32Cube 软件家族中的 STM32CubeProgrammer 是 STM32 MCU 专用编程工具。它支持通过STLink的SWD/JTAG调试接口对STM32 MCU的片上存储器进行擦除和读写操作；或者通过UART，USB, I2C，SPI，CAN等通信接口，利用出厂时固化在芯片内部的系统bootloader，对STM32 MCU的片上存储器进行擦除和读写操作。这里需要说明的是STLink v2仅支持通过UART和USB通信接口对片上存储器进行操作，而STLink v3增加了SPI，I2C和CAN通信接口的支持。除此以外，STM32CubeProgrammer 还可以操作STM32 MCU的选项字节和一次性可编程字节。通过 STM32CubeProgrammer 提供的或者自己编写的外部 external loader，还可以对外部存储器进行编程。

STM32CubeProgrammer 提供了图形化和命令行两种用户界面。此外，STM32CubeProgrammer 还提供了C++ API, 用户可以将 STM32CubeProgrammer 的功能集成到自己所开发的PC端应用中。

▲ STM32CubeProg的图形化界面

图形化用户界面如上图所示，在右侧的配置区域，用户可以选择通过STLink调试接口，或者USB、UART等通信接口连接到STM32微控制器。连接到STM32 微控制器后，在“Device information”区域可以看到当前MCU的型号，版本和Flash大小等信息。如果连接的是ST官方的开发板，还会显示该开发板的名称。

那么，这里显示的信息都是来自哪里呢？其中“CPU“型号，也就是内核型号，从内核的CPUID 只读寄存器读得，该寄存器的说明在各个芯片系列对应的编程手册中可以查到，比如STM32F7对应的编程手册PM0253；芯片型号”Device ID“和芯片版本”RevisionID”分别来自STM32MCU的DBGMCU_IDC只读寄存器中的Device ID字段和Revision字段。Flash大小“Flash size”的值，可以从系统Flash的Flash size只读寄存器中读到。这些寄存器的说明都可以在各个芯片系列对应的参考手册中的“调试支持”和“设备电子签名”章节找到，比如STM32H743的参考手册RM0433。开发板名称“Board”对应的信息，存储在板载的STLink中，所以只有用ST开发板自身板载的STLink进行连接时才能看到这个信息。

在STM32CubeProgrammer最左侧一栏可以在不同的功能标签页之间切换，进行不同的操作。

接下来，我们会对STM32CubeProgrammer的主要功能进行介绍，关于STM32CubeProgrammer的具体操作步骤，请参考”UM2237-STM32CubeProgrammer软件工具介绍”。

片上擦除和读写

STM32CubeProgrammer支持按扇区对Flash进行擦除和全片擦除。可以导入多种格式的执行文件进行烧录，支持的文件格式有：二进制文件（.bin），elf文件（.elf，.axf，.out），hex文件（.hex）和摩托罗拉的S-record文件（.srec）。

擦除操作

通过STLink与目标MCU建立连接后，在“Erasing&Programming”页面下，可以按扇区对flash进行擦除，或者选择“Fullchiperase”按钮，进行全片擦除。

烧录操作

在“Erasing&Programming”页面下，点击“Browse”按钮导入可执行文件，然后点击“StartProgramming”进行烧录。

也可以在“Memory&fileedition”页面下，打开要烧录的可执行文件，然后点击“download”进行烧录。

在“Memory&fileedition” 的 “Device Memory”页面下，还可以读出当前指定地址范围的MCU存储器值，并通过“SaveAs”菜单将读出的内容保存为二进制文件（.bin）, hex文件（.hex）或S-record文件（.srec）。

除了前面介绍的烧录整个可执行文件的方式以外，还可以在“Memory&fileedition” 的 “Device Memory”页面下直接修改某个地址的值，”回车”后STM32CubeProg会自动完成读出-修改-擦除-回写的操作。对于一次性可编程（OTP）字节就可以通过这种方式进行编程。

选项字读写

点开OB页面后，可以看到当前所连接MCU的选项字的设定情况。用户可以在这里修改选项字的值。具体选项字的说明，请参考对应MCU的参考手册。

“二合一”烧录

使用 “Erasing&Programming” 页面下的“二合一”烧录模式，可以在一次操作中完成FLASH和选项字的烧录工作。选项字的配置使用STM32CubeProgrammer命令行的 “-ob” 命令。

举例说明，现在要在烧写完Flash后，设置读保护为level1。可以按以下步骤先进行设置：

设置好要下载的可执行文件路径
勾选 “AutomaticMode” 下的 “Fullchip erase” 和 “Downloadfile”
在 “Optionbytes commands” 的输入框中输入：“-ob rdp=0xBB”

然后点击 “Start automatic mode” ，STM32CubeProgrammer就会开始按顺序执行上述的操作，同时在Log窗口显示整个执行的过程和进度。

关于选项字命令 “-ob”的格式说明，可以参考 UM2237（用户手册STM32CubeProgrammer软件工具介绍） 的3.2.15章节。但“-ob”命令中OptByte字段的定义在UM2237中没有说明，可以有两种方法来查询：一种是通过STM32CubeProgrammer图形界面下“Optionbytes”标签页中的“Name”一栏的名称，因为“-ob”命令中OptByte字段的定义与这里是一致的；还可以通过“-ob displ”命令来显示当前所有的选项字配置，从而也就可以知道各个OptByte字段的定义了。

外部存储器读写

如果想要对通过 SPI，FMC，QSPI 等接口连接到 STM32 的外部存储器进行读写操作，就需要一个 external loader 。

C ubeProgrammer 默认提供了 STM32 开发板上集成的外部存储器对应的 external loader 。

用户如果使用了其他型号的存储器，也可以自己生成external loader文件(*. stldr)，详细操作请参考 UM2237 的第2.3.3章节。

在对外部存储器进行操作前，必须先在 “External Loader” 页面下，选择对应的external loader，该external loader会在接下来对外部存储器的操作中用到。然后就可以在 “Erasing&Programming” 页面和 “Memory&fileedition” 页面下进行擦除和烧写的操作了。

Bootloader

STM32MCU出厂时，内部的系统memory就已经烧好了bootloader，提供通过USART，USB，I2C，SPI，CAN等接口更新片上Flash的功能。

不同STM32MCU型号支持的bootloader接口有所不同，具体可以参考应用手册AN2606。STLink v2或者STLink v3提供了从USART，USB，I2C，SPI和CAN等通信协议到USB的桥接接口，STM32MCU可以通过STLink v2或者STLink v3与PC端建立连接。而STM32CubeProgrammer则提供了PC端的操作界面，可以通过bootloader对片上Flash进行擦除和烧录。STLinkv2只提供了USART和USB两种通信接口，而STLink v3增加了I2C，SPI和CAN通信接口的支持。ST原来提供有两个独立的PC端软件：“STM32Flash loader demonstrator”和“Dfuse Demo”，分别支持USARTbootloader和USBDFU功能，现在只需要使用STM32CubeProgrammer一个软件就可以支持所有这些通信接口了。

SWO信息输入窗口

我们在做开发的时候，经常会需要输出一些调试信息。

常用的方法就是通过重定向printf到串口来进行打印，这种方法需要占用一路串口。还有一种方法就是将printf重定向到SWD调试接口的SWO口，通过SWO来输出调试信息。STM32CubeProgrammer的SWV窗口可以显示SWO发送的调试信息，并且可以将所有接收到的信息保存在指定的“.log”文件中。

命令行界面

STM32CubeProgrammer提供命令行界面，可以通过执行指令的方式实现大部分STM32CubeProgrammer的功能。

STM32_Programmer_CLI.exe 可执行文件在 STM32CubeProgrammer 安装路径下的 bin 文件夹下，执行 STM32_Programmer_CLI.exe 可以看到所有支持的指令及参数说明。

命令行界面还提供了一些在图形化界面不具备的功能，例如：创建可信任包，安全烧录，计算 CRC 值等功能。详细说明请参考 UM2237。

图中举了一个通过SWD接口连接目标芯片并设置读保护级别1的例子，通过 “-c” 指令先与目标芯片建立连接，再通过 “-ob” 指令修改读保护的级别，完整的命令行指令为：STM32_Programmer_CLI.exe-c port=SWD -ob rdp=0xBB。

STLink固件更新

将 STLink 调试器连接到电脑后，打开 STM32CubePorgrammer ，刷新 STLink 连接就可以看到当前 STLink 的固件版本。点击 “ Firmwareupgrade ” 按钮，打开 STLinkUpgrade 工具可以对 STLink 固件版本进行更新。

STM32CubeProg 相关资源

如何找到STM32CubeProg

如上图，在浏览器地址栏中输入 www.st.com/stm32cube ，可以直接打开 STM32Cube 的主页面。以这个页面作为入口可以快速地找到 STM32Cube 生态系统下的所有软件工具和软件包， STM32CubeProgrammer 也在这其中。

此外，直接在搜索栏搜索关键字“ STM32CubeProg ”也可以找到 STM32CubeProg 的主页面。在 STM32CubeProgrammer 页面的 Overview 标签页下有对 STM32CubeProgrammer 的介绍以及下载链接，在 Documentation 标签页下可以找到其相关的文档。

用户手册及应用笔记

UM2237 用户手册 《STM32CubeProgrammer软件工具介绍》 ：本文档为通用文档，面向所有STM32产品，是关于 STM32CubeProgrammer 的详细使用说明以及命令行的命令用法说明；

UM2238 用户手册 《创建STM32受信任包软件工具介绍》 和 AN5054 应用笔记 《通过STM32CubeProgrammer进行安全烧录》 ：与安全有关，介绍如何创建可信任包以及如何进行安全烧录。

UM2543 用户手册 《STM32MP1系列签名工具介绍》 和 UM2542 用户手册 《STM32MP1系列密钥生成器软件介绍》 ： STM32CubeProgrammer 还集成了” STM32MP1 系列密钥生成器”和“ STM32MP1 系列签名工具”，通过命令行对应的指令，可以生成 ECC 密钥对，并对固件进行签名。具体使用方法请参考上述两篇用户手册。

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来源 | STM32

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