前言
第一次學習STM32的時候，不知道有調試器這個東西，所以一直是通過串口來給STM32下載程序，下載速度也還算可以，一般是幾秒鐘完成。後來用了調試器，可以直接在Keil環境下進行下載，而且還可以進行在線調試，所以後來就很少使用串口來下載程序了。前幾天在uFUN試用羣裏看到有幾個朋友在使用串口下載程序時，遇到了各種各樣的問題，所以在這裏簡單介紹一下如何通過串口來給STM32下載程序。
STM32的啓動模式介紹
從STM32參考手冊上，可以查閱到，STM32的啓動模式，共有下列三種，可以通過BOOT0和BOOT1電平的不同組合，來選擇不同的啓動模式。
關於這幾種模式的介紹，下面是我個人的理解：
主閃存啓動模式：即運行模式，單片機上電即運行程序。
系統存儲器啓動模式：即串口下載模式。上電之前要先設置BOOT0=1，BOOT1=0，然後才能通過串口下載程序。或者在已經上電的情況下，設置BOOT0=1，BOOT1=0，然後按一下復位鍵，這樣也能通過串口下載程序。
SRAM啓動模式：即調試模式。假如我只修改了代碼中一個小小的地方，如果直接擦除整個Flash，比較費時，而且Flash的擦寫次數也是有限制的。所以可以考慮從RAM中啓動代碼，用於快速的程序調試，等程序調試完成後，再將程序下載到Flash中。
有的朋友可能遇到過這種情況：程序第一次下載的時候可以運行，但是掉電重啓之後，程序就不能運行了。這種情況就有可能是把BOOT設置成了串口下載模式，所以掉電之後，並不會自動運行。如果想要即使掉電重啓也能直接運行程序，可以把BOOT設置爲主閃存啓動模式，即BOOT0=0。
安裝USB串口驅動
在進行串口下載程序之前，如果串口芯片的驅動程序沒有安裝，那麼電腦不能識別串口，如上圖所示，設備管理器裏有一個未識別的設備。在安裝串口驅動之前，要先確定開發板所使用的串口芯片，我們的uFUN開發板使用的是CH340串口芯片。這裏我提供了幾個常用串口芯片的驅動程序下載地址，大家如果使用其他的串口芯片，要安裝對應的驅動程序：
- CH340：CH340/CH341USB轉串口WINDOWS驅動程序
- PL2302：PL2303 Windows Driver Download
- CP2102：CP210x USB轉UART橋接VCP驅動程序
- FT232：FT232R USB UART Driver Download
如果驅動安裝成功，在設備管理器裏可以看到該設備對應的串口號：
設置啓動模式爲系統存儲啓動模式
上電前，設置BOOT0=1，BOOT1=0。或者是在上電後，設置BOOT0=1，BOOT1=0之後，然後按一下復位按鍵。這兩種方式都可以讓設置爲系統存儲啓動模式，從而通過串口下載程序。
參考uFUN的原理圖：
可以看出，BOOT的選擇是通過撥碼開關實現的。S1對應BOOT1，S2對應BOOT0，開關處於ON狀態，BOOT直接接地，爲低電平0；開關處於OFF狀態，BOOT上拉爲高電平1，即：
這一點和【uFun 開發板快速入門指南 V10】介紹的有所出入，在這裏手動@管理員覈對一下。
對於uFUN開發板，要切換到串口下載模式，只需要設置S1=ON，即BOOT1=0，S2=OFF，即BOOT0=1，就可以進行下一步的程序下載。如下圖所示：
使用FlyMCU下載程序
STM32串口下載軟件主要兩個，一個是國人開發的FlyMCU，另一個是ST官方的Flash Loader Demonstrator，這兩個軟件的下載方法我都會介紹，不過我個人認爲FlyMCU更簡單易用一些。
FlyMCU是由單片機在線編程網開發的一款串口下載軟件，我使用的是V0.188版本，主界面如上圖所示，如果大家想獲取最新版的軟件可以到官方網站下載。我去官網上看了一下，又發佈了免費的Free ISP軟件，可以支持STM32和LPC2xxx程序的下載。如果有朋友從事LPC2xxx MCU的開發，而又沒有調試器，可以嘗試一下這個軟件。 好了，話不多說，下面來看一下如何使用FlyMCU通過串口來給uFUN開發板下載程序。
- 1.軟件的下載
可以到官方網站下載最新版，或者是下載我使用的這個版本，FlyMCU V0.188。
- 2.選擇COM號
確保啓動模式已經設置爲串口下載模式，BOOT1=0，BOOT0=1，即S1=ON，S2=OFF，然後把開發板連接電腦上電，打開軟件，選擇PORT菜單下對應的COM口。
- 3.加載hex文件
加載生成的hex文件，並勾選右邊的編程前重裝文件，這樣，就不用每次下載程序，重新加載hex文件了。
- 4.下載程序
勾選校驗、編程後執行這兩個選項，取消勾選編程到FLASH時寫選項字節，然後點擊開始編程按鈕，如果正常下載的話，右邊會輸出下載的信息，如果成功下載並運行，最後會輸出：
共寫入8KB,進度100%,耗時4750毫秒
成功從08000000開始運行
表示程序成功下載。
編程後執行：這個選項是指，程序下載完成後自動運行，而不用切換到BOOT到主閃存啓動模式，但是，掉電重啓，程序不會直接運行。如果要上電即運行此程序，還需要把BOOT設置回主閃存啓動模式BOOT0=0，即S2=ON。
編程到FLASH時寫選項字節：這個選項不要勾選，如果勾選了，可能會導致下載失敗，或者是運行失敗，甚至會導致芯片的鎖死。所以，這個選項一定不要勾選。
使用Flash Loader Demonstrator下載
Flash Loader Demonstrator是ST官方的串口下載軟件，可以用於STM32系列單片機的程序下載，官網地址：STM32 Flash loader demonstrator
- 1.軟件的下載
通過上面的官網鏈接，可以下載到最新2.8.0版本的Flash Loader Demonstrator，但是如果要想下載，需要先登陸ST官網的賬號，如果不想註冊賬號的話，可以通過下面的鏈接下載，這個是我之前找的，版本是2.6.0的，但不影響程序的下載：Flash_Loader_Demonstrator_v2.6.0_Setup
- 2.連接芯片
和FlyMCU不同的是，要想下載程序，必須要經過連接芯片，等一系列步驟才能完成下載，這一點，也是我覺得這個軟件不好用的原因。
打開軟件，選擇板子串口對應的COM號，波特率可以調成最高，這樣下載速度會快一點，但是有的串口芯片，不能支持很高的波特率。
如果和板子連接成功的話，會檢測到目標STM32芯片的Flash的大小，我們的uFUN開發板是使用STM32F10RC，256KB Flash。
這一步，可以查看當前Flash各頁的讀寫情況，綠色的鎖表示可讀/可寫，如果芯片被加了讀保護，或者寫保護，部分頁會顯示爲紅色的鎖。
- 3.程序的下載
先加載hex文件，下面的擦除選項可以選擇：擦除必要的頁、不擦除或者是全片擦除，這裏保持默認配置就行，直接點擊Next進行程序的下載。
如果下載成功，會顯示
這裏如果點擊Back是不能進行第二次程序下載的，必須重新打開，連接，才能下載。
另外，除了STM32系列單片機程序的下載，它還支持ST公司的STM8的程序下載。
總結
STM32只能通過串口1進行程序下載，即PA9、PA10，其他串口都不具備這個功能，所以，如果自己設計板子，要注意這一點。一些聯網的設備進行固件更新也是這個原理，即把WIFI模塊，連接到串口1，實現程序的在線升級。當然，具體的實現還是很複雜的，而且還涉及到Bootloader程序的開發，這就是另外一個方面了。雖然STM32的F4系列也可以使用串口下載程序，但擦除時間很長，有十幾秒種。推薦大家儘量還是使用調試器來進行程序的下載和調試，方便又好用，單片機開發必備！
參考資料
歷史精選文章：
- STM32串口打印輸出亂碼的解決辦法
- 【UFUN開發板評測】小巧而不失精緻，簡單而不失內涵——uFun開發板開箱爆照
- 一鍵自動格式化你的代碼
- Qt小項目之串口助手控制LED
- Jlink使用技巧之燒寫SPI Flash存儲芯片
- Jlink使用技巧之虛擬串口功能
- Jlink使用技巧之讀取STM32內部的程序
- Jlink使用技巧之J-Scope虛擬示波器功能
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