單獨下載可執行文件到MM32F5微控制器

引言

使用Keil MDK或者IAR等使用圖形界面的開發環境，可以在圖形界面環境下編譯源碼工程，并下載編譯生成的可執行文件到目標微控制器中。但若使用ARMGCC等命令行工具鏈，需要額外的下載工具，才能將編譯生成的可執行文件下載到目標微控制器中。

若使用SEGGER J-Link調試器，可以搭配SEGGER Ozone軟件或者J-FLASH、J-FLASH Lite實現單獨下載的功能。但J-Link調試器價格昂貴，并且老版本的J-LINK調試器無法支持更新的微控制設備。相比而言，開源的DAP-Link方案更接地氣?？梢赃m配DAP-Link的命令行工具有openocd、pyocd等，但這些工具對某些具體微控制器設備的兼容性并不是很好，時不時會出現不識別設備或者連接不上的情況，需要開發者自行調試才能確保它們能夠正常工作。同時，基于命令的操作方式，對于已經習慣了在圖形界面環境下調試的開發者而言，也不是很友好。不過，若是需要搭建持續集成和自動化測試系統，這些基于命令行的工具仍是不可或缺的。

對于僅專注于微控制器端的軟件開發者而言，希望能夠以最簡單的方式解決單獨下載可執行文件的問題。本文將以下載MicroPython固件文件到靈動MM32F5微控制器為例，總結了幾種簡單易用的方法，專門針對使用DAP-Link調試器的情況，通過常用圖形界面工具，實現單獨下載可執行文件的功能。

PS：針對MM32F5微控制器，不得不使用本文描述方法的原因，還在于一些主觀因素：

筆者手頭上的J-Link v8不再支持STAR-MC1（Arm Cortex-M33）內核

筆者使用pyocd+DAP-Link的組合，經過一段時間的調試，仍無法實現連接到MM32F5微控制器

使用DAP-Link在Keil中可以調試MM32F5微控制器

使用這些工具可以識別常用的可執行文件類型，例如bin、hex、axf、elf、s19等。用戶可根據需要嘗試。

借用Keil工程

Keil IDE實現下載功能的部分，相對于編譯過程，在內部應該也是一個獨立的小工具，這是筆者得以實現用Keil下載程序的關鍵。Keil沒有將內部的下載工具獨立地開放出來，因此，筆者不得不創建一個不包含任何源碼的空工程，跳過編譯部分，僅使用其中下載程序的功能。具體操作步驟如下：

1 啟動Keil IDE，創建新工程，并選定設備類型為目標微控制器設備。**

筆者實際在本機的d:\\_worksapce\\keil\\mm32f5目錄下，創建了mm32f5.uvprojx工程文件。

2 在options -> Output 選項卡中，指定將要下載的可執行文件的路徑。

在樣例中，筆者在mm32f5目錄下，存放了micropython.hex文件。點擊Select Folder for Objects...按鈕，指定為mm32f5目錄，然后在Name of Executable:對應的文本框中輸入了micropython.hex文件名。

從字面上看，這里指定的是編譯輸出的路徑和文件名，但實際上，下載過程是同編譯過程綁定的，編譯過程生成的可執行文件，將被Keil自動作為下載過程的輸入文件。

3 在主窗口的工具欄中，單擊LOAD按鈕，啟動下載。

通過 Build Output窗口可以查看到，當前已經擦除、下載并且校驗成功。

4 使用Keil IDE也可以實現命令行式的下載操作。

此時，可將使用Keil IDE創建的工程視作uv4.exe程序的配置文件，例如，在之前創建的mm32f5.uvprojx文件中，編輯OutputDirectory和OutputName字段，指定將要下載程序的路徑和文件名。

<Project xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="project_projx.xsd">

  <SchemaVersion>2.1<span class="hljs-name"SchemaVersion>

  <Header>### uVision Project, (C) Keil Software<span class="hljs-name"Header>

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

然后在Windows的命令行界面，輸入調用Keil下載代碼的命令：

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點不方便，命令行在后臺調用Keil執行下載過程沒有任何用戶交互。命令行觸發執行uv4.exe程序不是阻塞式的，所以無法通過程序是否返回判定下載過程已結束。雖然在命令中指定輸出log到指定文件中，但Keil并不是在下載結束后才創建輸出文件，而是逐條寫入輸出文件。如果用戶在下載過程中打開這個log輸出文件，將會看到已經執行的部分操作。因此，也不能通過是否創建log輸出文件判定已將下載成功。必須檢查log輸出文件的內容，待其中包含下載成功并通過驗證的記錄后，才能最終判定下載情況。

使用Ozone

常用J-Link調試器的開發者對Ozone都不陌生。Ozone和J-Link都是SEGGER公司設計發布的面向調試和下載應用的工具，Ozone是一套具有圖形界面的上位機工具，可以適配J-Link調試器，獨立下載可執行文件到目標微控制器并進行調試。

但實際上，Ozone除了適配自家發售的J-Link調試器外，還提供了對開源CMSIS-DAP（DAP-Link）的支持，即使用Ozone通過DAP-Link連接到目標微控制器，也能夠實現獨立下載而執行文件并調試的功能。不過，Ozone支持DAP-Link畢竟只是額外的福利，幾乎每個步驟都會彈窗提示，“這只是個試用功能，未經過充分測試”。

使用Ozone適配DAP-Link的操作同使用J-Link的情況相同，具體步驟如下：

1 啟動Ozone軟件，選擇目標微控制器設備。

剛啟動Ozone軟件時，Ozone會自動檢測到當前電腦上已經接入了DAP-Link調試器，然后提示警告“必須接受如下條款：

1 當前軟件僅適用非商業用途或評估；

2 SEGGER官方不會提供技術支持”。選擇接受“Accpet”。

2 選擇目標微控制器設備。

當確認目標微控制器設備后，警告提示對話框會再次彈出。仍然是接受“Accept”。

3 在“連接配置”對話框中，可以看到已經識別出來的DAP-Link了。

Ozone連接調試器的速度，在默認情況下被配置成4MHz。筆者手上的DAP-Link方案中，使用的是低速USB接口，考慮穩妥的情況，將速度改為1MHz。

4 選擇將要下載的可執行文件

5 開始下載。

再次彈出提示對話框。選擇接受“Accept”。

再次彈出提示對話框。選擇接受“Yes”。

6 下載成功

如果對頻繁彈出的警告對話框不喜，可勾選“不要重復彈出”復選框，有一定改善效果。