原创 立创开源|一个热门的自制ST-LINK V2-1项目

小杜 • • 嵌软技术文章 • 564 阅读

分享一个2年前在立创开源硬件平台上开源的项目，该项目目前是平台上最热门的ST-LINK V2-1项目，也是点赞数最多的一个ST-LINK相关的项目，以下是该项目的累积数据。

项目地址：自制ST-LINK V2-1（亲测可用） - 嘉立创EDA开源硬件平台

1、简介

ST-Link的硬件，官方推出了三大版本：V1、V2和V3。在官方《TN1235 ST-LINK衍生产品概述》中有详细的说明，因篇幅原因就不展开来讲了，下面贴上一张官方手册的介绍。

STLINK 版本介绍.png

  • ST-Link/V2：支持STM32和STM8调试，不带虚拟串口，TB上卖的大多是这种，目前手头还有好几个这个版本的ST-Link。后面会使用这个版本进行烧录。

  • ST-LinkV2-1: 支持STM32调试，带虚拟串口和虚拟U盘下载，目前ST官方的Nucleo系列评估板上面板载的ST-Link就是这个版本。

本项目制作的就是用于STM32程序下载、仿真调试和串口功能为一体的ST-Link V2-1

2、LCEDA 2D & 3D图片2.1、2D图片

图0 2D TOP面.png

图1 2D BOT面.png

2.2、3D图片

图2 3DTOP面.png

图3 3DBOT面.png

3、原理图参考

本项目原理图参考了正点原子的潘多拉开发板上的ST-link V2-1设计，如下图。初次接触ST-link V2.1就是在这块潘多拉开发板上。

img

注意事项：

潘多拉开发板上的ST-link V2-1 出厂主控使用的是FLASH 容量为64K的STM32F103C8T6，但是ST-link V2-1最新的固件已经超过了64K，芯片容量不足。 因此本项目主控选择的是FLASH容量为128KB的STM32F103CBT6（商品编号：C8304），这是C8T6的大容量版本，可以直接PIN to PIN 替换。

3.1、USB接口电路

潘多拉开发板上的 USB_ST_LINK 可以直接搬运过来，本设计中使用的是USB-Type-A

潘多拉开发板上的 USB STlink v2.1.png

3.2、LDO电源电路

潘多拉开发板上的 POWER 只需要取一路LDO搬运过来

潘多拉开发板上的 POWER.png

3.3、ST-LINK V2.1电路

潘多拉开发板上的STlink v2.1 ，这部分也可以搬运过来，将STM32F103C8T6更换为STM32F103CBT6

潘多拉开发板上的STlink v2.1.png

4、COM指示灯

在附件中上传了一张ST官方的ST-Link V2.1的原理图。

在ST官方的ST-Link V2.1图纸中有一个名为COM的指示灯,这是一个红绿双色的LED指示灯，就是下图所示的这个LED。

COM指示灯.png

那么这个指示灯有什么作用呢，在官方的TN1235技术手册中有专门的介绍，截取相关部分如下。

STLINK COM LED.png

译文如下：

自ST-LINK / V2起，所有ST-LINK板均带有一个标有“ COM”的LED（在外壳或PCB上）。

无论连接类型如何，此LED都会显示ST-LINK状态：

  • LED呈红色闪烁：正在与PC进行第一个USB枚举。

  • LED为红色：PC与ST-LINK之间的通信已建立（枚举结束）。

  • LED呈绿色和红色交替闪烁：正在目标和PC之间交换数据。

  • LED为绿色：上一次通信已成功。

  • LED为橙色：与目标的ST-LINK通信失败

本项目参考的潘多拉开发板集成的ST-LINK V2-1 用了一个红色的LED代替了这个红绿双色的COM指示灯，因此本项目也沿用了这一设计，COM指示灯用一个红色LED 替代。

5、PCB设计

1、USB 部分的D-和D+ 数据线必须使用差分走线。

差分走线.png

2、晶振电路部分必须靠近MCU放置。

晶振电路.png

6、焊接调试

图4.jpg

图5.jpg

图6.jpg

图9.jpg

图10.jpg

图11.jpg

图12.jpg

图14.jpg

图15.jpg

7、ST-Link V2.1固件烧录&固件更新7.1、获取固件

由于官方没有将ST-Link里面源码公开，同时也没有直接给出ST-Link固件（读保护），但是目前（2020年7月）网上已有流传多个版本的固件。

版本一：STLink V2.J16.S4版本固件：标准V2版本，支持SWD和SWIM接口，这个版本的固件是。已上传附件。

版本二：STLink V2.J28.M18版本固件：是用于ST-LINK/V2-1、ST-LINK/V2-A、ST-LINK/V2-B板(具有STM32调试接口、大容量存储接口、虚拟COM端口)的版本。已上传附件。

本项目制作ST-Link V2-1 必须使用V2.J28.M18这个版本作为烧录的固件版本。

7.2、烧录固件

第一次烧录固件可使用这两个工具

STM32CubeProg：STM32CubeProgrammer software for all STM32 下载地址

STM32CubeProg的主要功能就是编程（下载），支持Windows、 Linux、 macOS操作系统。

同时，需要安装JRE环境，才能使用它，下载地址。

STM32Cube Pro 界面.png

  • STSW-LINK004：STM32 ST-LINK utility下载地址

STM32 ST-LINK Utility的功能比STM32CubeProg要稍微简单一些，其主要功能也是编程（下载）。

en.stm32stlinkutility.jpg

本文选用STM32CubeProg这个编程工具来烧录固件。

还需要一个烧录工具进行烧录固件，我这里只有下面这个ST-Link V2

图16

7.3、更新固件

固件更新有三种方法

  • 下载官方固件升级应用程序

STSW-LINK007：ST-LINK，ST-LINK / V2，ST-LINK / V2-1和STLINK‑V3板的固件升级

在官方RN0093发行手册(已上传至附件)中对已发行的升级包工具的版本有详细说明。

截止2020年7月最新的固件版本号

固件升级包最新的固件版本.png

  • 使用STM32CubeProg或者STM32 ST-LINK utility 自带的升级工具升级

STM32CubeProg V2.4.0 内置固件版本

STM32Cube Pro 固件升级版本.png

STM32Cube Pro 固件升级版本介绍.png

  • 使用Keil MDK-ARM 内置的升级工具进行升级，当ST-link 的版本低于MDK内置的版本时，会提示进行升级。

Keil MDK-ARM v5.31内置固件升级版本与STM32CubeProg V2.4.0 内置固件升级版本是一样的，都是V2.J35.M26

本文使用STM32CubeProg V2.4.0 内置升级工具进行固件更新

提示

固件烧录及更新过程见附件视频。

8、验证

验证.png

显示以上信息，确认固件OK

9、测试

  1. 测试烧录功能,用Keil-MDK,下载程序成功，说明烧录功能正常

  2. 测试Debug功能,用Keil-MDK进行Debug调试，可以调试，说明Debug功能正常

  3. 测试U盘拖拽烧录功能，需要生成bin文件（bin文件生成方法），将bin文件拖到ST-link 模拟的U盘中，成功烧录，说明虚拟U盘功能正常。

  4. 测试串口收发功能：用杜邦线连接ST-LINK V2-1的TX和RX ，打开串口助手，发送数据，接收区收到相同的数据，说明串口收发正常

10、注意事项

  1. ST-LINK 固件升级工具不知从哪个版本开始，不支持跨版本更新固件。

  2. ST-LINK 最近的几个版本的固件已加入了读保护，SWD口是锁上的，所以不能通过SWD口读写固件。

  3. 如果想改成DAP-LINK 之类的固件，不能通过SWD口烧录固件，但是可以通过ISP的方式擦除STM32的固件信息，然后就可以使用SWD口正常读写。

以上是原创 立创开源|一个热门的自制ST-LINK V2-1项目的全部内容。
THE END
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