当前嵌入式开发中，STM32与STM8是大多数工程师使用的主控芯片，传统的方法是通过电脑和仿真器进行程序的下载，生产上也就必须要配置有电脑，但是对于一些量产型生产，通过电脑显然合适，增加工作量，同而且需要一定的专业知识，时把生产文件交给生产人员，非常有可能产生泄密，产生巨大的损失。而离线下载器具有体积小，价格便宜，而且可以在程序中设置生产次数，配置加密，可以有效的保护好生产资料，同时离线下载器操作方便，只要工程师在电脑上配置好后，就可以放心的交给生产人员。

4. 拟用到的立创商城在售物料：STM32，STM8，W25Q64，缓冲器，电源，电阻电容。

5. 拟用到的非立创商城物料或其它补充：TFT，外壳

6. 拟用到的EDA工具软件名称：Keil，VS2017，立创EDA设计工具

7. 原文链接：http://club.szlcsc.com/article/details_12812_1.html

8. 原工程链接：https://oshwhub.com/lengyu1226/wang1111

一、作品简介

1.作品的整机外观图片或焊接组装好的PCBA图片；

二、系统构架图

三、硬件部分的描述

1.原理图：

2. 实现原理、系统的工作过程：

本离线下载器，主要是基于SWD(Serial Wire Debug)串行调试接口，用于连接ARM内核的芯片，同时基于SWIM( single wire interface module )单线调试模块。

一）：SWD接口，当前基于Cortex-M内核的STM32系列应用非常广泛，其中有集成了SWD调试接口，利用该调试接口可以访问芯片内部的总线上寄存器和芯片内核，当然也可以利用此方法方法进行更新Flash程序。其中SWD主要应用框架如下：通过SWD接口用于访问其中的DP端口，再通过DP端口访问其AP端口，通过AP端口再进行系统总线的访问，从而达到程序下载的目的。

图1 - SWD接口

图2：STM32调试单元

SWD具体操作请求：SWD命令的开始是由8位启动，含义如图3，起始位+AP/DP选择位+读/写位 + 两位地址位 + 奇偶检验位 + 停止位 + 固定为1的校验位

图3：SWD起始命令

图4：读写序列

图5，读写序列

二）：SWIM接口，SWIM是专用于STM8系列的调试接口，仅仅用到一根线就可以完成调试与仿真，这也是由于STM8定位主要是小的单片机，和高性价比。其SWIM接口主要框图如下：

图6：SWIM调试接口框图

由于SWIM为单线模式，所以其对时间要求非常高，其时序图如下：为此在代码中特意使用了定时器才能满足这样的操作。

图7：SWIM时序图

3.注明所用到的EDA工具软件名称并附上设计链接。

本次EDA工具使用的是：立创EDA，开源的链接如下： https://oshwhub.com/lengyu1226/wang1111

四、材料清单（BOM列表)

五、软件部分的描述

上位机软件截图：

一):由于代码量巨大，贴出部分核心代码，下面为SWD控制的核心代码

/**

* @B 可以理解为TurnAround

void SWDIO_CYCLE( void )

{

if( slowModeEnable == ENABLE)

{

SWD_Delay();

SWD_SWDIO_PIN_OUT = 0;

SWD_Delay();

SWD_SWDIO_PIN_OUT = 1;

SWD_Delay();

}

else

{

SWD_SWDIO_PIN_OUT = 0;

SWD_SWDIO_PIN_OUT = 1;

}

/**

* @B 从AP或者DP寄存器里读出数据

* reg:显然只有4个(暂定的取值范围0-3)。 data为什么用指针，因为这样才能改变传递值，也就是指针指向的值

* 结尾后:SWCLK保持为1

u32 readReg( u8 APnDPReg,u8 reg, u32 *data )

{

u8 i = 0;

u8 cb = 0; //

u8 parity; // 校验值

u8 b = 0; // 用于读ACK的位

u8 ack = 0; // ACK的值

u8 ret = SWD_ERROR_OK;

*data = 0;

int _APnDPReg = (int) APnDPReg;

int _read = (int) 1; // 读请求值为1

u8 A2 = reg & 0x01;

u8 A3 = ( reg>>1 ) & 0x01;

parity = ( _APnDPReg + _read + A2 + A3 ) & 0x01;

SWD_SWDIO_MODE_OUT; // 设置为输出模式

// SWD_SWDIO_DIR_CTR2 = BUFFER_IC_DIR_OUT; // 缓冲器设置为输出模式

{ // 启动发送序列

// 发送序列的问题：发送后，可以看出，其中SWCLK保持为1:

WRITE_BIT( 1 );

WRITE_BIT( _APnDPReg );

WRITE_BIT( _read );

WRITE_BIT( A2 );

WRITE_BIT( A3 );

WRITE_BIT( parity );

WRITE_BIT( 0 );

WRITE_BIT( 1 ); // SWDIO = 1, SWCLK = 0, SWCLK = 1

}

{ // TurnAround

{

SWD_SWDIO_MODE_IN; // 设置为输入模式 //

SWD_SWDIO_DIR_CTR2 = BUFFER_IC_DIR_IN; // 缓冲器设置为输入模式

}

SWCLK_CYCLE();

}

{ // 读ACK

for( i=0;i> 8) & 0xFF, 8, 0))

{

return 3;

}

if (SWIM_HW_Out((addr_tmp >> 0) & 0xFF, 8, 0))

{

return 2;

}

for (i = 0; i < cur_len; i++)

{

if (SWIM_HW_In(&data[processed_len + i], 8))

{

return 1;

}

cur_addr += cur_len;

processed_len += cur_len;

}

return 0;

}

六、作品演示

一共录制了两个视频，第一个视频详细演示了离线下载器操作过程与说明时间较长，第二个相对简单的演示了整个操作流程。

1）： http://url.cn/5ZQU77A?sf=uri

2）：http://url.cn/5OXUQgP?sf=uri

七、总结

在进行开发的过程中使用了立创EDA一共设计了三款PCB，第一个因为外形不够，第二个测试过程中发现几处不合理，经过三次的更改最终成型。
需要支持更多的芯片类型，当前下载器可以支持STM32与STM8系列，但是为了日后能够推广，需要支持更多的芯片，这样一个下载器在手上，可以进行多种类型的芯片的下载，而不用多套设备
SWD/SWIM调试阶段比较难懂，尤其是对于协议部分，但是如何仔细阅读，深刻理解其中的含义，最后发现也比较简单，所以遇到开发的难题时候，要迎难而上。