JLink-OB_32f072，带虚拟串口（CDC） - 嘉立创EDA开源硬件平台

前言：

        之前做过一款基于32f103的JLink-OB调试器，奈何所用固件本身不支持虚拟串口功能，但在实际应用和调试中，经常会用到串口进行数据的查看与发送，故而萌生了做一款带VCOM虚拟串口功能的OB调试器。网上有很多基于32f103方案制作的OB调试器，而且带虚拟串口功能，我自己也仿制过一款，但在使用中效果不是很好，偶尔会出现SWD无法识别的问题，不如提取的原版固件稳定，因而转念去寻求官方带VCOM的OB方案。

 

序章：

        在官方提供的方案中，支持VCOM功能的分别是：J-Link-OB-K22、J-Link-OB-RA4M2、J-Link-OB-STM32F072和J-Link-OB-SAM3U128。综合成本、实现难易程度、资料获取等几个方面考虑，最后选择了基于J-Link-OB-STM32F072-Cortex-M-64KB方案制作一款JLink-OB_32F072仿真调试器。

 

准备工作：

        该方案的原理图获取比较简单，官网和网络上都可获取到，而固件在网上也有很多现成的，当然提取的教程也比较多。不过网上的固件大多是很多年前的了，烧录后会被软件识别到过期，让你执行升级操作。每次的频繁弹窗实属让人恼火，而执行升级操作，不可避免的是固件丢失，无法使用（其中缘由，大家心知肚名就可以啦）。在网络上搬运了一点资料给大家参考，有兴趣的同学可以研究研究：

 

X893大神的DIY JLink-OB-072 (JLink + COM) : X893 (akb77.com)

这应该是国内好多人参考的原版吧，这位X893大神不知道是何许人也，但其能力不得不称赞一番，硬生生从官方固件中提取出属于J-Link-OB-STM32F072的固件，吾辈只有竖起大拇指称赞！正所谓“前人栽树，后人乘凉”，“喝水不忘挖井人”，在大佬的帮助下，让我这样的小白仿制变得容易且切实可行。

 不起名大大的 jlink ob最新固件提取

这应该是我目前找到的比较详细的固件提取教程，对于新手朋友比较友好。固件提取方法都是相通的，结合其他32f103的固件提取教程，就可以完成32f103的固件提取了。

        <小结>网上可供参考的资料很多，我就不一一罗列了，只要找到自己需要的、可行的，就是好资源。

 

 

正文：

    【硬件篇】

        这款JLink-OB_32F072方案，不仅仅支持SWD接口（+SWO），还支持VCOM（虚拟串口）功能，且串口支持四线串口模式，不过考虑到引出针数有限和使用比较少，就没有添加CTS和RTS。此外，值得一提的是，该方案不需要额外的晶振，在物料上又省了一笔钱。USB端口由于DP内置了上拉电阻，可直接连接至USB公头数据线，无需外接上拉电阻就可以被电脑识别。而速度方面，官方给出的参考是：接口速度2MHz、下载速度100KiB/s，这样的速度对于一般的小项目和日常的使用时足够了的。而虚拟串口用于串口数据的收发，美滋滋。

        废话不多说，直接上菜：

        这是PCB仿真图的正面，新使用了一个小型封装的ESD：ESDR0502N，该ESD用于USB端口的静电保护，它比较好的地方在于USB数据线可直接从芯片底部贯穿，另外电源接入端和接地端位于一侧，在布局和信号流方向，都能达到一个比较好的水平。其他的就没什么特别需要说明的了。

        这是PCB仿真图的背面，背面的器件比较少，仅有两颗与串口线串联的电阻用以隔离，以及用于连接的排针。而预留的测试点除了四个下载必要的触点外，还有芯片的复位引脚，可用于在下载/重装固件时SWD接口无法识别的情况下进行手动复位操作。

        【Tips】这款JLink-OB_F072调试器的PCB与之前做的JLink-OB_32F0103调试器一样都是适配USB外壳的。

 

 

    【固件篇】

        正如准备工作中所述，网络上流传的固件，大多是提取于多年前，因而在新版软件上使用，不可避免的会出现弹窗警告，但使用官方升级是不可能的，因而要想在新版的软件上使用，就需要从新提取固件，具体方法可参见不起名大大的 jlink ob最新固件提取 。但是同样也会面临一个问题，若是提取的固件在下一版发布的新软件中升级，那么之前提取的固件又不能使用，不过掌握了方法，自然这也不是什么困难。同样，如果不去升级软件，那么这个问题也就自然不是问题。不过古语有云，“书山有路勤为径，学海无涯苦作舟”，对于爱折腾的我们，有没有什么方法可以“一劳永逸”的方法呢？正所谓：办法总比困难多，只要肯专研，这解决个方法肯定是有的。

        通过对软件包中的固件进行解析，发现JLink-OB_32F072版本的固件更新截止日期到2019-01-07之后就没有再更新了，J-Link OB-STM32F072最新可提取固件版本为：J-Link OB-STM32F072-CortexM compiled May  4 2017 14:44:00，提取自JLink_V634h，之后版本无法提取（JLink_V640及以后）。问题显而易见，即便这么多年其固件没有更新了，但能够提取的固件日期为2017-05-04，与已知固件截止日期为2019-01-07，很显然2017版的不是最新固件，烧录2017版固件后，势必会弹窗警告。那么有没有办法可以解决这个问题呢，答案是肯定的。在上一版JLink-OB_32F0103调试器研究的基础上，得到了修改编译日期来避免软件识别警告的方法，那么，这里也可以同样效仿。在附件中，我附上了由2017-05-04版修改编译日期为2019-01-07的固件和原版2017-05-04固件，喜欢深究的朋友可以对比下，看看是不是只修改了编译日期哈。

 

 

    【固件烧录篇】

        固件烧录说明：
        a、固件分为两段，一段为前8字节head（头）部分，烧录地址为：0x8000000；另外一段为提取的固件main（主体）部分，烧录地址为：0x8004800。烧录时只需按指定地址依次烧录head和main即可。
        b、需要特别说明的是，在本人实际提取的过程中，有个地方与不起名大大所叙述的内容有所不同。他所介绍的在head和main之间使用0x00填充，而我依法炮制，烧录固件后，发现初始S/N=0，这不就完犊子了吗。要知道，后续要想使用该调试器，不可避免的需要载入SN，而默认情况下，初始S/N=-1时，方可使用命令：Exec SetSN=XXXXXXXX（8为数字）去修改SN。完啦，芭比寇拉。。。。。。不过好在皇天不负有心人，通过多次试验研究发现：在head和main之间填充数据为0xFF时，即可实现初始S/N=-1的情况，而芯片擦除数据后，其内部数据默认就被格式化为0xFF，索性就将head和main分开烧录，只需将其按正确的烧录地址烧录即可。这种中间填充0xFF的情况，与做的OB-SAM3U128调试器是情况是相同的，当时费尽心思琢磨固件，始终无法使用......，后面将中间数据使用0xFF填充才得以解决。不过中间填充数据使用0x00，在OB-32F103上是适用的，其间原因，我也没再深究。

       c、至于我为何不将两段固件整合到一起，一来是没有找到比较合适快捷的填充0xFF数据的方法，若果后面找到了合适的方法再更新吧，二来是因为这样做没有必要，因为芯片擦除后，默认的数据就为0xFF，也没有必要多此一举。至于为啥需要0xFF或0x00填充，相信看了不起名大大的探究提取过程，你也能够明白，再次我就不再赘述了。OB这种东西，追求的就是一个稳定可靠，至于固件是否最新，对日常使用影响不大，在此将固件进行修改，也是为了得到一个长期的使用，毕竟工具嘛，用着稳定顺手就好啦，就像人生，最重要的就是开心啦。

       首先是中间段填充0x00的固件烧录后的连接情况截图：

 

       然后是中间段填充0xFF的固件烧录后的连接情况截图：

 

       最后使用低版本的JLink Commander执行命令：Exec SetSN=XXXXXXXX（8为数字）修改SN后的连接情况截图：

 

 

结语：

        最后需要说明一下的是，本工程项目原版为KiCad所绘制，所提供的原理图和PCB为转换所得，虽本人已加以修缮和进行匹配修改，但不能保证所有地方皆已完善，为避免想要制作的朋友使用“不完整”的文件进行生产产生问题，故而在附件中增加原版Gerber文件和原理图pdf，以供制作所用。至于原版工程文件，就不上传了，因为差别不大，且不影响此项目的理解和使用。这款调试器是我去年年末做的，经过几个版本的迭代，算是达到了基础调试工具的要求。由于手上多为硬件方面的工作，所以切身使用的机会并不多，不过多次的使用和调试后暂时还没发现什么问题。当然，也欢迎制作的朋友结合实际使用，多多提出存在的问题和改进的建议。

 

 

 

-------------------------------------------这是一道靓丽的分割线--------------------------------------------

后续1：

      22-05-16： 解决了固件分开烧录的问题。使用WinHex先填充18424个字节（0x4800-0x08=0x47F8）的0x00数据，然后将该段数据选中后进行“反转位”操作，即将0x00修改为0xFF，最后将固件主体开始的前8字节粘贴到固件最前面。注：附件最后两个即为最新合并后的固件，原分立固件已取消；bin文件烧录时需填写固件初始地址：0x8000000，hex文件已包含固件地址信息，直接载入烧录即可。

 

 

-------------------------------------------这是一道靓丽的分割线--------------------------------------------

后续2：

     22-05-30：

【1】前言：

        今天在使用该调试器的时候，偶然打开J-Link Commander，发现调试器信息是带License的，如下图：

        于是萌生了一个想法：如果说能找到License的位置，并将该信息移植到原来的固件中，是否可以实现原固件自带License。要知道，之前的固件是不含License的，需要用工具生成调试器SN对应的License后再添加到J-Flash中才可用于下载，如果能够实现，那么就可以不用烧录固件后添加License了，并且实现“跨设备”使用，做到即插即用。

     

【2】探索：

        通过对已经包含License信息的调试器进行读取，然后将读取到的数据单独保存，接着与原固件进行差异对比，找到了License信息的位置，如下图所示：

 

【3】实现：

        将License信息数据添加到原不含License信息固件的对应地址中，保存，烧录，连接电脑，发现该调试器已经包含License了。如下图所示：

 

【3】结语：

       通过对固件License信息的提取与融合，实现了固件License的植入，避免了后续添加License的步骤以及实现换机即插即用。烧录该固件后的SN=-1，可通过低版本J-Link Commander执行命令修改（我用的是V6.34h）。最后已将包含License信息的固件替换了原来的固件，大家可以放心下载使用。

 

 

-------------------------------------------这是一道靓丽的分割线--------------------------------------------

后续3：

     23-01-29：

更新内容：1、剔除USB电路无用的1.5K上拉电阻；

                   2、器件适配LCEDA，将元件与商城对应，建立原理图与PCB网表链接，实现了3D模型的显示；

                   3、优化部分电路走线。

 

3D效果图-正面

 

3D效果图-背面

 

-------------------------------------------这是一道靓丽的分割线--------------------------------------------

后续4：   

     23-07-16：

1、事由：喜大普奔，不得不说互联网很大，单也很“小”。某天我点开开源平台的消息提示，意外发现来自一位神秘网友的回复，内容的大概内容就是他就是我前文中提到的“不起名”大大，然后他有一个可自动升级的固件......。不得不说，这比网友见面还刺激，同样也感谢互联网，开源精神，让我们大家认识，就当交个朋友。具体内容如下（PS：涉及个人隐私信息，部分内容我就马赛克了，见怪莫怪）：

 

2、他所提供的固件，我也亲测了，确实支持官方软件自动升级，具体步骤如下：

a、下载其固件后弹窗提示有新版本固件，点击“Yes”确认更新固件；

 

b、固件更新过程如下：

 

c、固件更新完毕后显示信息如下，SN序列号为-1，可通过低版本软件使用命令进行修改；

 

d、这样就得到了一个支持自动升级的OB下载调试器了。可以看出，最新的软件所提供的OB-f072固件信息是指向19年的，即意味着这几年来其固件都没有再做更改，也就为最新固件，与我之前提取的17版套壳“马甲”固件，自然是有所区别的；粘贴出来满足一下有这方面需求的小伙伴，因为保不齐哪天官方就更新了呢，同时也记录一下这“网友奔现”的喜悦。

最后，粘贴一下“不起名”大大的固件地址，其固件压缩包我就不提供了，有需要的朋友，可自行前往下载，这样也算是避免伸手党，资源不易，且用且珍惜。传送们开启中，滴，你已到达门口，请点击领取资料》》》》》》

https://download.csdn.net/download/qq_39663845/11109032

 

 

  【声明】为避免版权纠纷，此OB调试器仅供DIY爱好者或个人所使用，制作和使用需遵从相关开源协议之规定，​​不得用以商业用途，若有违反，后果自负。OB电路及相关源码固件，最终解释权归Segger官方所有，本人不提供任何形式的技术支持和服务，更不承担因不当使用所带来的各种后果，望悉知，特此声明。

 

完结撒花~~~《结》