高速无线DAP调试器Lite

此项目未经授权禁止商用

已授权销售：淘宝-ABrobot智能，淘宝-塔克创新

 

已开源两款无线调试器，可以根据成本和使用环境自行选择：

CH32版本：成本约100元，测试条件下，98KB/s有线下载，48KB/s无线下载，抗WiFi干扰能力强，低版本keil可用

https://oshwhub.com/ylj2000/dap_hs_wl_v0-4

ESP32版本：成本约30-40元，测试条件下，94KB/s有线下载，43KB/s无线下载，抗WiFi干扰能力一般，WiFi环境恶劣会导致下载速度降低甚至下载失败，但正常自用不太有影响，只是在如比赛场馆等的环境下，影响较大，keil版本需要高于5.29。

https://oshwhub.com/ylj2000/dap_hs_esp_open

更新日志

#2023.09.13

更新模块版本和对应外壳

#2023.09.01

初次发布

 

一、简介

使用环境：MDK>=5.29，IAR>=8.32。
主芯片仅需两片ESP32-S3FN8或ESP32-S3FH4R2，BOM成本30元左右，也可以使用成品模块。无线性能大约是常见的有线FS+HID的DAP的两倍，甚至接近有线STLink V2。距离可以达到30m以上（更远没有测试，但还没有明显速度衰减）。

一套无线调试器分为发送端（Host）和接收端（Slave），两端软硬件完全一致，可以通过按键进行配对、模式切换、调节无线信道等操作。与常规DAP一样，支持对ARM单片机（如STM32，GD32等）进行调试，支持SWD和JTAG，支持硬件复位和软件复位，支持虚拟串口。配对之后可以即插即用，无需安装驱动（WIN10及以上）；并非使用WiFi协议，而是类似2.4G的无线，所以无需等待无线连接。除了无线模式外，也可以调到有线模式（USB），以方便在无线环境复杂的地方使用，性能会比无线模式强。不同指示灯的颜色代表不同的模式，红色代表有线模式（USB），蓝色代表无线发送端（Host），绿色代表无线接收端（Slave）。

 

二、开发背景

目前调试ARM单片机较为常用的调试器包括ST-link、J-Link、DAPLink等，虽然功能和速度各有差异，但几乎都是只能连接USB线使用，这在很多有一定危险性的调试工作中，如机器人、电源等，容易损坏电脑甚至伤及自身。无线调试器能够很好的避免这些情况发生，并且能够极大程度上，优化调试体验，不用再端着电脑、拖着USB线，跟着目标到处走。

目前市面上的无线调试器大多和DAPLink一样，基于CMSIS-DAP协议。但性能和价格相差巨大，很多以低廉的成本、极差的性能，卖着极高的价格，实际非常难以使用，让很多开发者踩坑，包括本人。本人尝试过很多无线调试器，唯一较为好用的，就是正点原子的那一款，但价格实在昂贵（300+），难以承受，所以起了自己DIY一款好用廉价的无线调试器。在之前的开源中，已经基于CH32V307+SX1281开发了一款，成本百元不到，但性能媲美正点原子。但成本仍然较高，因此打算开发一款更为廉价，但性能仍然能够满足一般使用的无线调试器。

之前版本的性能大致是：MDK+STM32F4，Program速度有线98KB/s，无线48KB/s。这个版本最初的目标速度是：有线接近之前版本，无线30KB/s左右。想要达成这个目标，HID模式的DAP是不可能的，因此必须使用基于WinUSB的Bulk模式。出于廉价考虑，选择一款自带USB和无线的单片机是必然的。一开始考虑范围包括ESP32-S2和ESP32-S3，但在后续的测试中，ESP32-S2由于TinyUSB占用了过多的CPU资源，导致有线速度也仅能跑到40+KB/s；而ESP32-S3因为是双核设计，在分配任务到两个核心后，有线速度能跑到90KB/s以上。因此虽然S3的价格较高一点，但仍然选择ESP32-S3。

经过硬件设计、软件调试优化，最终达到的效果甚至超出最初的设计目标，达到了非常接近上一版本百元配置的速度，而这一版本的成本大约只有30元。Program速度，有线95KB/s，无线最高45KB/s左右。当然，由于ESP使用的是WiFi信道，实际取决于无线环境可能有所下降，但一般情况下也在40KB/s左右。这个性能也非常接近正点原子无线调试器的性能。十分之一的价格，要啥自行车。

 

三、成品展示

 

三、制作过程

1、PCB制作：按照开源文件制作PCB，选择1.0板厚。

2、PCB焊接：使用到的器件立创基本都可以买到，也可以去某宝找更便宜的。附件BOM包含参考购买链接，建议自行根据情况选择。

3、固件下载：确认PCBA制作无误后，下载调试器固件。按住按键A，同时将调试器用USB线连接电脑。打开附件中的flash_download_tool，选择如下配置。进入界面后，选择固件，设置起始地址为0，选择对应的串口。建议先点ERASE擦除Flash，然后点START进行烧录。烧录完成后重新上电，默认为USB模式（指示灯红色）。

4、配对：第一个模块按住按键B上电，直到指示灯变为紫色再松手。第二个模块按住B上电，它会在指示灯变紫后，瞬间两个模块分别变为主机（蓝色）和从机（绿色）。这时，两端已经自动设置好通信的参数和模式，如果需要可以通过按键进行更改。完成后主机和从机需要重新上电。

5、按键功能
设置模式：长按按键A，直到指示灯变为黄色。短按按键B，根据指示灯颜色调节为需要的模式。如果需要将配置保存到Flash中，即下次上电保持当前配置，则长按按键A，直到指示灯变为黄色闪烁，再短按按键A退出；如果只是临时使用，不保存配置到Flash，则直接短按按键A退出。
设置无线信道：长按按键B，直到指示灯变为闪烁状态。此时闪烁颜色和次数，表示当前所属WiFi信道，绿色表示1-5，红色表示6-10，蓝色表示11-13信道。短按按键B，选择目标信道后，长按按键A，直到指示灯变为黄色闪烁，再短按按键A退出。主机和从机需要分别设置成一样的信道才可以通信，完成后主机和从机需要重新上电。

6、测试：测试下载、虚拟串口等功能是否正常。

 

四、日常使用

1、Keil设置

如果遇到无法连接或连接不稳定，可以尝试降低时钟频率，以及更换连接的杜邦线等。另外有一些型号的芯片可能本身在高时钟频率下就无法正常调试（我用过的HK32F030MF4P6就是）。

2、干扰

如果遇到当前无线信道的信号干扰严重，可以尝试更换一个通信信道。太强的干扰会导致速度降低、下载不稳定等。

 

五、性能测试

环境：Keil MDK 5.34

目标芯片：STM32F407VGT6

固件大小：约1024K

测试方法：手机秒表计时，三次取平均值

由于下载过程中Erase和Verify各下载器耗时差不多，所以计算能体现下载器下载速度的Program时长与速度。

表中CH32V307为上一版本，ESP32-S3为这一版本。可以看到，这版的调试器，性能很接近上一版本，有线模式速度略微超过Jlink V9，无线模式速度比STLink V2略低。某宝有些无线调试器我也测试过，很多都是十几KB/s的速度，不过倒也正常，因为普通版本的有线DAP，速度也不过20+KB/s。

 

感兴趣想了解更多可以加QQ群：770979540，交流讨论