灵动微课堂 (第243讲)｜单独下载可执行文件到MM32F5微控制器

来源:灵动MM32MCU发布时间:2023-02-162181浏览

引言

使用Keil MDK或者IAR等使用图形界面的开发环境，可以在图形界面环境下编译源码工程，并下载编译生成的可执行文件到目标微控制器中。但若使用ARMGCC等命令行工具链，需要额外的下载工具，才能将编译生成的可执行文件下载到目标微控制器中。

若使用SEGGER J-Link调试器，可以搭配SEGGER Ozone软件或者J-FLASH、J-FLASH Lite实现单独下载的功能。但J-Link调试器价格昂贵，并且老版本的J-LINK调试器无法支持更新的微控制设备。相比而言，开源的DAP-Link方案更接地气。可以适配DAP-Link的命令行工具有openocd、pyocd等，但这些工具对某些具体微控制器设备的兼容性并不是很好，时不时会出现不识别设备或者连接不上的情况，需要开发者自行调试才能确保它们能够正常工作。同时，基于命令的操作方式，对于已经习惯了在图形界面环境下调试的开发者而言，也不是很友好。不过，若是需要搭建持续集成和自动化测试系统，这些基于命令行的工具仍是不可或缺的。

对于仅专注于微控制器端的软件开发者而言，希望能够以最简单的方式解决单独下载可执行文件的问题。本文将以下载MicroPython固件文件到灵动MM32F5微控制器为例，总结了几种简单易用的方法，专门针对使用DAP-Link调试器的情况，通过常用图形界面工具，实现单独下载可执行文件的功能。

PS：针对MM32F5微控制器，不得不使用本文描述方法的原因，还在于一些主观因素：

笔者手头上的J-Link v8不再支持STAR-MC1（Arm Cortex-M33）内核

笔者使用pyocd+DAP-Link的组合，经过一段时间的调试，仍无法实现连接到MM32F5微控制器

使用DAP-Link在Keil中可以调试MM32F5微控制器

使用这些工具可以识别常用的可执行文件类型，例如bin、hex、axf、elf、s19等。用户可根据需要尝试。

借用Keil工程

Keil IDE实现下载功能的部分，相对于编译过程，在内部应该也是一个独立的小工具，这是笔者得以实现用Keil下载程序的关键。Keil没有将内部的下载工具独立地开放出来，因此，笔者不得不创建一个不包含任何源码的空工程，跳过编译部分，仅使用其中下载程序的功能。具体操作步骤如下：

启动Keil IDE，创建新工程，并选定设备类型为目标微控制器设备。

笔者实际在本机的`d:\_worksapce\keil\mm32f5`目录下，创建了`mm32f5.uvprojx`工程文件。

图1 在Keil IDE中创建新工程

在`options` -> `Output` 选项卡中，指定将要下载的可执行文件的路径。

在样例中，笔者在`mm32f5`目录下，存放了`micropython.hex`文件。点击`Select Folder for Objects...`按钮，指定为`mm32f5`目录，然后在`Name of Executable:`对应的文本框中输入了`micropython.hex`文件名。

图2 在Keil工程中指定下载文件的路径及文件名

从字面上看，这里指定的是编译输出的路径和文件名，但实际上，下载过程是同编译过程绑定的，编译过程生成的可执行文件，将被Keil自动作为下载过程的输入文件。

在主窗口的工具栏中，单击LOAD按钮，启动下载。

图3 在Keil工程中下载可执行文件到微控制器

通过 `Build Output`窗口可以查看到，当前已经擦除、下载并且校验成功。

使用Keil IDE也可以实现命令行式的下载操作。

此时，可将使用Keil IDE创建的工程视作`uv4.exe`程序的配置文件，例如，在之前创建的`mm32f5.uvprojx`文件中，编辑`OutputDirectory`和`OutputName`字段，指定将要下载程序的路径和文件名。

<?xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"standalone="no"?>
<Projectxmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:noNamespaceSchemaLocation="project_projx.xsd">

<SchemaVersion>2.1</SchemaVersion>

<Header>###uVisionProject,(C)KeilSoftware</Header>

<Targets>
<Target>
<TargetName>Target1</TargetName>
<ToolsetNumber>0x4</ToolsetNumber>
<ToolsetName>ARM-ADS</ToolsetName>
<uAC6>1</uAC6>
<TargetOption>
<TargetCommonOption>
<Device>MM32F5277E9P</Device>
<Vendor>MindMotion</Vendor>
<PackID>MindMotion.MM32F5277E_DFP.0.0.3</PackID>
<PackURL>http://www.mindmotion.com.cn/Download/MDK_KEIL/</PackURL>
<Cpu>IRAM(0x30000000,0x1C000)IROM(0x08000000,0x40000)CPUTYPE("Cortex-M33")CLOCK(12000000)ELITTLE</Cpu>
<FlashUtilSpec></FlashUtilSpec>
<StartupFile></StartupFile>
<FlashDriverDll>UL2V8M(-S0-C0-P0-FD30000000-FC1000-FN1-FF0MM32F5270_256-FS08000000-FL040000-FP0($$Device:MM32F5277E9P$Flash\MM32F5270_256.FLM))</FlashDriverDll>
...
<OutputDirectory>.\</OutputDirectory>
<OutputName>micropython.hex</OutputName>
...

然后在Windows的命令行界面，输入调用Keil下载代码的命令：

uv4.exe-f"d:\_workspace\keil\mm32f5\mm32f5.uvprojx"-j0-o"d:\_workspace\keil\mm32f5\download_log.txt"

使用命令行方式有一点不方便，命令行在后台调用Keil执行下载过程没有任何用户交互。命令行触发执行`uv4.exe`程序不是阻塞式的，所以无法通过程序是否返回判定下载过程已结束。虽然在命令中指定输出log到指定文件中，但Keil并不是在下载结束后才创建输出文件，而是逐条写入输出文件。如果用户在下载过程中打开这个log输出文件，将会看到已经执行的部分操作。因此，也不能通过是否创建log输出文件判定已将下载成功。必须检查log输出文件的内容，待其中包含下载成功并通过验证的记录后，才能最终判定下载情况。

使用Ozone

常用J-Link调试器的开发者对Ozone都不陌生。Ozone和J-Link都是SEGGER公司设计发布的面向调试和下载应用的工具，Ozone是一套具有图形界面的上位机工具，可以适配J-Link调试器，独立下载可执行文件到目标微控制器并进行调试。但实际上，Ozone除了适配自家发售的J-Link调试器外，还提供了对开源CMSIS-DAP（DAP-Link）的支持，即使用Ozone通过DAP-Link连接到目标微控制器，也能够实现独立下载而执行文件并调试的功能。不过，Ozone支持DAP-Link毕竟只是额外的福利，几乎每个步骤都会弹窗提示，“这只是个试用功能，未经过充分测试”。

使用Ozone适配DAP-Link的操作同使用J-Link的情况相同，具体步骤如下：

启动Ozone软件，选择目标微控制器设备。

刚启动Ozone软件时，Ozone会自动检测到当前电脑上已经接入了DAP-Link调试器，然后提示警告“必须接受如下条款：1. 当前软件仅适用非商业用途或评估；2. SEGGER官方不会提供技术支持”。选择接受“Accpet”。

图4 启动Ozone

选择目标微控制器设备。

当确认目标微控制器设备后，警告提示对话框会再次弹出。仍然是接受“Accept”。

图5 在Ozone中选择目标设备

在“连接配置”对话框中，可以看到已经识别出来的DAP-Link了。

Ozone连接调试器的速度，在默认情况下被配置成4MHz。笔者手上的DAP-Link方案中，使用的是低速USB接口，考虑稳妥的情况，将速度改为1MHz。

图6 Ozone显示识别出的DAP-Link调试器

选择将要下载的可执行文件

图7 选择将要下载的可执行文件

开始下载。

再次弹出提示对话框。选择接受“Accept”。

再次弹出提示对话框。选择接受“Yes”。

图8 启动下载确认第二次警告

下载成功

图9 使用Ozone下载成功

如果对频繁弹出的警告对话框不喜，可勾选“不要重复弹出”复选框，有一定改善效果。

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