STM32下载器调试器CMSIS-DAP、DAPLink、USB转串口下载

前言

在开发STM32等基于arm内核的单片机时，几乎所有人都会遇到同一个问题。那就是选择一款什么样的下载调试器呢？市面上有各式个样的下载调试器可供我们选择，我觉得选择一款最合适自己才是重要的。常用的下载器包括J-Link，ST-Link，J-Link0B，CMSIS-DAP，DAPLink等。根据我自己的使用心得，总结了以下几方面的因素。

稳定性

对于我来讲，稳定性是放在第一位，因为本人经常出差，奔波于各个城市的不同项目，经常需要携带设备去参加调试。曾经有过，因为下载器不稳定，而丢失的重要客户惨痛教训。由于当时行程相当紧张，只是带了自己平时经常用的一只下载器，平时用的非常稳定，所以也没有想太多，到了目的地之后，发现无法下载程序了，固件丢失了。又没有备份的下载器，当时是半夜1点多钟，无法向客户展示产品功能，最终项目被竞争对手拿下，损失惨重，教育深刻。所以，一定要选择一款，不丢固件的产品。本人使用过的J-Link，ST-Link，J-Link0B都出现过丢失固件的情况。

价格

为了保险器件，我们首先想到的都是去购买官方的下载器，但是官方的价格一般都比较贵，性价比非常的低，像J-Link，ST-Link等价格普遍在200多以上，而且这种往往比较笨重，对于经常出差的人而言简直就是灾难，有的时候还需要带备份，本来空间不够的行李箱更加的捉襟见肘了。


网上也可以买到便宜的下载器，低的甚至可以到几块钱，这种我也使用过。特点仅仅是便宜，而且非常的不稳定。后来我仔细分析了一下这种小产品，为什么能这么便宜，很显然这种产品一定是有利润的，否则不会有人卖。而一块原装的主芯片都得10快左右，因此，这种产品不可能用原装的芯片，那必定是翻新或者回收的芯片，纵观整个电子元器件行业，芯片的翻新和回收已经是一条非常非常成熟的产业链了，所以可以很方便的购买到回收的芯片，并且超级便宜，有的时候甚至可以论斤卖。但是这种产品真的没有质量可言呐，试想你的一款主板可能上千甚至更贵，而因为一块小小的下载器而烧毁了，是不是有点得不偿失。这里不得不说一说因为回收芯片得到的教训，之前负责一个汽车电子的项目，功能是和汽车ECU进行通讯，然后控制电机动作，电机的电流还挺大的，大概在30A左右。由于原装的电机驱动芯片需要从国外发货过来，进度赶不上调试。所以，从网上购买了所谓的原装芯片先进行方案调试，其实是回收的芯片，刚开始调试还很正常，上车后直接将汽车ECU报废了，损失不小，教训深刻。总而言之，选择这种产品有风险，需谨慎。



功能
第一，产品一定要小巧，方便携带。这里还得吐槽一下这个JTAG接口，这也是官方下载器之所以比较笨重的一个重要原因。一个JTAG有20多个引脚，而且大部分都是GND引脚，实际用来下载程序的就那4，5个引脚。这么大一个插座是非常浪费空间的，尤其对于空间比较有限的设计来说，空出这么大一块电路板来配合下载是非常不合理的。当然JTAG也是一个时代的产物，随着时间的推移将会慢慢的被淘汰掉。可喜的是，目前基于arm的单片机基本都支持SWD下载和调试，只需要两根线而已。第二，同时具备下载和调试功能。一般情况下，下载器不只是负责下载程序，大多数情况下我们都是用来调试程序用的；第三，需要可以支持多种开发环境，就我而言，我希望它至少支持IAR，Keil,这是我们团队比较常用的两款工具。第四，同时支持3.3V和5V供电。一般情况下，我们开发的产品都是3.3V供电或者5V供电，我们希望在调试的时候直接由下载器来供电，这样可以不用通过PC给板子供电，从而节省USB接口了。第五，具备USB转串口功能。单片机开发的朋友大概都深有体会，我们经常通过串口来显示一些调试信息，串口是一个非常重要的调试帮手。所以，希望可以集成串口功能，这样可以节省连线，又可以节省PC的USB端口。第六，可以通过串口下载程序（即ISP功能）。很可惜市面上大部分的下载器都不具备串口ISP的功能。一般我们都是通过keil或IAR编译工程直接下载程序，但有的时候，你只有已经编译好的.Hex文件，而没有工程文件，这个时候就可以通过串口进行下载了。第七，具有短路保护功能。这个很好理解，我们一般在调试的时候，板子上的元器件都是裸露的，还经常需要跨接飞线等等，经常容易造成短路。具有短路保护功能就和实用了。第八，即插即用，无需安装驱动。在不同的PC之间使用时，只需要像U盘一样插上就可以直接使用，而不需要安装驱动。
CMSIS－DAP
CMSIS-DAP是ARMmbed官方开源的一款下载调试器，但凡是支持CMSIS协议的单片机都可以通过该进行模块进行下载。支持USB转串口，SWD下载功能，WIN10 无需安装驱动，同时不掉固件。非常符合符合我们的需求。


官方开源的方案是基于LPC单片机的，并不是基于STM32系列单片机。因此，对于熟悉STM32单片机而又喜欢DIY的朋友来说，稍微有点不太方便了。国外有一位网名x893的大牛在官方的基础上移植到了STM32F103单片机上，并进行了开源。目前，淘宝上销售的CMSIS-DAP基本是都是x893的方案。本人也试过这个方案，也确实非常好用，但是也稍微有点用的不太顺手。首先，在Keil运行比较顺，IAR下运行不太好。其次，虚拟串口不支持ISP下载功能。第三，源码是大神移植的，没法像官方源码一样会定期维护和更新。


DAPLink
DAPLink，我认为是目前最合适的下载调试器。
DAPLink，从CMSIS-DAP发展而来，由ARMmebed维护和开源。重要的是官方这次开源了基于STM32F103单片机的方案，对于DIY玩家来说可谓是福音。并且增加了U盘拖拽下载功能，即只需要将可执行文件拖拽至DAPLink形成的U盘中完成下载，非常的方便。官方开源代码如下：github.com/ARMmbed/DAPL
当接触到DAPLink这个方案后，我们根据官方开源的原理图，设计了一版下载调试并且开始了一段时间的试用。实物非常的小巧，尺寸为：25mm x 56mm，实物长下面这样了。


同时，我们在源码的基础上进行了一些改进，实现了串口ISP功能。另外，原来方案的基础上，增加了板载自恢复保险丝，保证即使短路也不会烧坏主板，这样心里踏实多了。项目经过了长时间的使用测试，固件非常稳定。满足了我们上面提到的八大功能需求。五合一功能：下载、调试、串口、3.3V/5V供电，串口ISP。



对于广大的DIY爱好者来说，可以在开源代码上尽情的发挥。另外，需要注意的是源码是以代码仓库的形式存在的，编辑源码有一定的git操作知识。目前，这款产品我们将它放到了淘宝上，包括源码以及源码的编译方法进行了整理：item.taobao.com/item.ht

DAPLink的功能详细介绍和使用方法可以参考百度网盘文档，这里就不再码字了：
链接：pan.baidu.com/s/1TFbcFM 提取码：1uxp