第一章如何使用本书

1.1 本书额参考资料

STM32F4xx 中文参考手册 Cortex®-M4 内核编程手册 ## 1.2 本书的编写风格 F429 的外设以及外设的应用 - 外设简介 - 外设功能框图分析 - 代码讲解 ## 1.3 本书的配套硬件野火 STM32-F429 挑战者开发板 V2

1.4 本书的技术论坛

野火论坛

第二章如何安装KEIL5

2.1 温馨提示

1、安装路径不能带中文，必须是英文路径 2、安装目录不能跟 51 的 KEIL 或者 KEIL4 冲突，三者目录必须分开 3、 KEIL5 的安装比起 KEIL4 多了一个步骤，必须添加 MCU 库，不然没法使用。 4、如果使用的时候出现莫名其妙的错误，先百度查找解决方法，莫乱阵脚。

2.2 获取 KEIL5 安装包

第三章如何用 DAP 仿真器下载程序

3.1 仿真器简介

本书配套的仿真器为Fire-Debugger，遵循ARM公司的CMSIS-DAP标准，支持所有基于Cortex内核的单片机，常见的M3、M4和M7都可以完美支持。 Fire-Debugger 支持下载和在线仿真程序，支持 XP/WIN7/WIN8/WIN10 这四个操作系统，免驱，不需要安装驱动即可使用，支持KEIL和IAR直接下载。

3.2 硬件连接

把仿真器用 USB 线连接电脑，如果仿真器的灯亮则表示正常，可以使用。然后把仿真器的另外一端连接到开发板，给开发板上电，然后就可以通过软件 KEIL 或者 IAR 给开发板下载程序。

3.3 仿真器配置

一、脱机烧录器

fireFlasher Mini 是野火推出的其中一款脱机烧录器，可以在脱离电脑端的情况下对芯片进行脱机烧录。使用SWD接口协议烧录程序到目标板，可将多个固件一次烧录到目标板。野火脱机下载器/离线烧录器/编程烧写器支持STM32 STM8 GD32 APM32。

- 脱机意义何在？以前：给产品批量烧录程序的时候，需某种专用的烧录器或通过ISP下载，都需依赖电脑端给目标板烧录，效率极低。现在：可完全脱离电脑端操作就实现对产品的批量烧录，大大提高效率，并可以防止源代码泄露。

- 烧录器使用什么接口连接目标板？烧录器自带标准的20P JTAG接口连接目标板，使用SWD接口协议把固件烧录到目标板。注意：如果目标板的“JTAG”管脚已经包含“SWD”管脚，只用三根线“tms tck gnd”就可进行烧录（具体操作方法见用户手册）

- 支持哪些文件类型烧录？ bin，hex，axf，elf文件

最后总结，使用脱机烧录器下载程序到目标板中运行基本分为两步：（1）通过上位机将可执行文件下载到脱机烧录器（2）使用脱机烧录器直接将固件下载到开发板

二、STM32仿真器

DAP仿真器使用说明【视频+教程+引脚说明】： http://t.cn/EK4OIdh 野火自主研发DAP仿真器下载器——支持所有Cortex内核芯片。

CMSIS-DAP CMSIS-DAP是用于将调试端口连接到USB的调试单元的接口固件。在主机上执行的调试器通过USB连接到调试单元和运行应用程序软甲的设备。调试单元通过JTAG或SW连接到目标设备。ARM Cortex处理器提供coresight调试和跟踪单元。CMSIS-DAP支持包含一个或多个Cortex处理器的目标设备。

1. 特点 - 可以下载hex和bin格式文件。 - 在MDK及IAR软件中使用目前只支持SW下载方式、支持SWD和JTAG下载接口。 - MDK需要4.73以上版本，IAR需要6.5以上版本。 - 不丢固件、不用升级、不用装驱动！，对STM32开发很实用。 - 支持MDK/IAR，不用驱动，不丢固件 - 支持Cortex-MO/M1/M2/M3/M4/M7内核器件，如STM32F0/1/2/3/4/7、H7系列 - 4M下载速度，支持在线调试和仿真 - 只需4根线即可下载，也可对目标板3V3供电（不建议使用） - 支持XP/WIN7/WIN8/WIN10系统

2. 产品简介

引脚说明：

跳线帽，这是一个可以活动的部件，外层是绝缘塑料，内层是导电材料，可以插在跳线针上面，将两根跳线针连接起来当跳线帽扣在两根跳线针上时是接通状态，有电流通过，称之为ON；反之不扣上跳线帽时，就说明是断开的，称之为OFF。

3. 使用方法：

（1）硬件连接 - 把仿真器用USB线连接电脑， - 如果仿真器的灯亮则表示正常，可以使用。 - 然后把仿真器的另外一端连接到开发板，给开发板上电， - 然后就可以通过软件KEIL或者IAR给开发板下载程序。

- MINI-USB数据线 - SWD线 - SWD TO JTAG转接板 - CMSIS-DAP主机

（2）说明 - 把仿真器用USB线连接电脑，无需安装驱动，连接好USB线后，此时仿真器无需连接开发板，如果红灯亮1s，然后亮绿灯则表示正常。 - 下载的时候红灯亮，下载完后绿灯亮。

主流仿真器：

一、仿真器接口协议 1. JTAG协议 JTAG（Joint Test Action Group，联合测试行动小组）是一种国际标准测试协议（IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片内部测试。现在多数的高级器件都支持JTAG协议，如ARM、DSP、FPGA器件等。标准的JTAG接口是4线：TMS、 TCK、TDI、TDO，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。相关JTAG引脚的定义为： - TMS：测试模式选择，TMS用来设置JTAG接口处于某种特定的测试模式； - TCK：测试时钟输入； - TDI：测试数据输入，数据通过TDI引脚输入JTAG接口； - TDO：测试数据输出，数据通过TDO引脚从JTAG接口输出； JTAG协议在定义时，由于当时的计算机（PC机）普遍带有并口（并行接口），因而在连接计算机端是定义使用的并口。而计算机到了今天，不要说笔记本电脑，现在台式计算机上面有并口的都很少了，取而代之的是越来越多的USB接口。所以，目前市场上已经很少看到它的身影了。

2. SWD接口串行调试（Serial Wire Debug），应该可以算是一种和JTAG不同的调试模式，使用的调试协议也应该不一样，所以最直接的体现在调试接口上，与JTAG的20个引脚相比，SWD只需要4个（或者5个）引脚，结构简单，但是使用范围没有JTAG广泛，主流调试器上也是后来才加的SWD调试模式。 SWD和传统的调试方式区别： - SWD模式比JTAG在高速模式下面更加可靠。在大数据量的情况下面JTAG下载程序会失败，但是SWD发生的几率会小很多。基本使用JTAG仿真模式的情况下是可以直接使用SWD模式的，只要你的仿真器支持，所以推荐大家使用这个模式。 - 在大家GPIO刚好缺一个的时候，可以使用SWD仿真，这种模式支持更少的引脚。 - 在大家板子的体积有限的时候推荐使用SWD模式，它需要的引脚少，当然需要的PCB空间就小啦！比如你可以选择一个很小的2.54间距的5芯端子做仿真接口。

3. RDI接口远程调试接口（Remote Debug Interface），是ARM公司提出的标准调试接口，主要用于ARM芯片的仿真，由于各个IDE厂商使用的调试接口各自独立，硬件无法进行跨平台的调试。现在众多的IDE厂家都逐步采用标准RDI作为ARM仿真器的调试接口，因此使跨平台的硬件调试成为可能。EasyJTAG由于使用标准RDI调试接口，因此在任何使用标准RDI接口的IDE调试环境中都可以使用，例如ARM公司的ADS1.2，IAR公司的EWARM 3.30 。

二、仿真器 1. ST-Link仿真器 ST-LINK是专门针对意法半导体STM8和STM32系列芯片的仿真器。ST-LINK /V2指定的SWIM标准接口和JTAG/SWD标准接口，其主要功能有： - 编程功能：可烧写FLASH ROM、EEPROM、AFR等； - 仿真功能：支持全速运行、单步调试、断点调试等各种调试方法，可查看IO状态，变量数据等； - 仿真性能：采用USB2.0接口进行仿真调试，单步调试，断点调试，反应速度快； - 编程性能：采用USB2.0接口，进行SWIM / JTAG / SWD下载，下载速度快；

产品：STLINK：STLINK-V2、STLINK-V3。

2. JLink仿真器 J-Link是德国SEGGER公司推出基于JTAG的仿真器。简单地说，是给一个JTAG协议转换盒，即一个小型USB到JTAG的转换盒，其连接到计算机用的是USB接口，而到目标板内部用的还是jtag协议。它完成了一个从软件到硬件转换的工作。 JLINK是一个通用的开发工具，可以用于KEIL、IAR、ADS 等平台。速度，效率，功能都很好，据说是众多仿真器里最强悍的。

JLINK-V9 JLINK-V10

3. ULink仿真器 ULINK是ARM/KEIL公司推出的仿真器，目前网上可找到的是其升级版本，ULINK2和ULINK Pro仿真器。ULINK/ULINK2可以配合Keil软件实现仿真功能，并且仅可以在Keil软件上使用，增加了串行调试（SWD）支持，返回时钟支持和实时代理等功能。开发工程师通过结合使用RealView MDK的调试器和ULINK2，可以方便的在目标硬件上进行片上调试（使用on-chip JTAG，SWD和OCDS）、Flash编程。 但是要注意的是，ULINK是KEIL公司开发的仿真器，专用于KEIL平台下使用，ADS、IAR下不能使用。 ULINK2是ARM公司最新推出的配套RealView MDK使用的仿真器，是ULink仿真器的升级版本。ULINK2不仅具有ULINK仿真器的所有功能，还增加了串行调试（SWD）支持，返回时钟支持和实时代理等功能。开发工程师通过结合使用RealView MDK的调试器和ULINK2，可以方便的在目标硬件上进行片上调试(使用on-chip JTAG， SWD和 OCDS)、Flash编程.

IDE／编译器：RealView® MDK，µVisiion®；调试器：U-LINK2®，U-LINK® PRO。

野火Fire-Debugger（高速版）野火Fire-Debugger（普通版）
开源CMSIS-DAP仿真器
各自芯片的仿真器‘

ST-LINK NXP LPC-LINK

注： - 现在有些开发板自带仿真器

参考： 1. 谈谈单片机常用调试的接口：SWD、JTAG、Jlink、Ulink、STlink 2. JLink、STLink、DAPLink、CMSIS DAP使用区别

三、处理器

1、CPU (Central Processing Unit) CPU是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心。CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。差不多所有的CPU的运作原理可分为四个阶段：提取(Fetch)、解码(Decode)、执行(Execute)和写回(Writeback)。 CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，并执行指令。所谓的计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。它与内部存储器和输入/输出设备合称电子计算机三大核心部件；

2、MPU (Micro Processor Unit) 又称微处理器(不是微控制器)，通常代表一个功能强大的CPU(暂且理解为增强版的CPU吧),但不是为任何已有的特定计算目的而设计的芯片。这种芯片往往是个人计算机和高端工作站的核心CPU。Intel X86，ARM的一些Cortex-A芯片如飞思卡尔i.MX6、全志A20、TI AM335X等都属于MPU。

3、MCU(Micro Control Unit)：中文为微控制单元，又称单片微型计算机或者单片机。是指随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的芯片，比如51，AVR、Cortex-M这些芯片，内部除了CPU外还有RAM、ROM，可以直接加简单的外围器件(电阻，电容)就可以运行代码了。

4、SOC(System on Chip)：指的是片上系统，MCU只是芯片级的芯片，而SOC是系统级的芯片，它既MCU那样有内置RAM、ROM同时又像MPU那样强大，不单单是放简单的代码，可以放系统级的代码，也就是说可以运行操作系统(将就认为是MCU集成化与MPU强处理力各优点二合一)。

参考： 1. SoC和MCU的区别 2. cpu和mcu的区别是什么

四、EDA Electronic design automation，电子设计自动化。 EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VerilogHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。 EDA设计可分为系统级、电路级和物理实现级。 EDA工具软件可大致可分为芯片设计辅助软件、可编程芯片辅助设计软件、系统设计辅助软件等三类。目前进入我国并具有广泛影响的EDA软件是系统设计辅助类软件和可编程芯片辅助设计软件：Protel、Altium Designer、PSPICE、multisim12(原EWB的最新版本)、OrCAD、PCAD、LSIIogic、MicroSim、ISE、modelsim、Matlab等等。

五、串口通讯

如何理解串口，UART, RS232, RS485？

六、Keil、ARM和uVision的关系

Keil公司是一家业界领先的微控制器（MCU）软件开发工具的独立供应商。Keil公司由两家私人公司联合运营，分别是德国慕尼黑的Keil Elektronik GmbH和美国德克萨斯的Keil Software Inc。

Keil公司2005年由ARM公司收购。其两家公司分别更名为ARM Germany GmbH和ARM Inc。

uVision是KEIL公司开发的一个集成开发环境（IDE），和Eclipse类似。它包括工程管理，源代码编辑，编译设置，下载调试和模拟仿真等功能，uVision有uVision2、uVision3、uVision4、uVision5四个版本，目前最新的版本是uVision5。它提供一个环境，让开发者易于操作，可编译。uVisionu通用于KEIL的开发工具中，例如MDK，PK51，PK166，DK251等。

目前Keil有四种产品（软件）：MDK-ARM ¹、C51、C251、C166。四种软件都是基于µVision，在用法上极为相似。

七、Keil科普教程

Keil是一家公司的名称，也是一款IDE软件。 Keil→8051 微控制器的C编译器；→工具套件：编译器、宏汇编器、链接器、调试器；→Keil C51集成开发环境。 2005年被ARM公司收购之前推出了uVision 1 和uVision 2两大版本IDE。uVision是Keil IDE的统称（包含MDK、C51、C166、C251等）。 2006年uVision 3（Keil C51 V8.00；Keil C166 V5.00；Keil C251 V4.00；RealView MDK V3.00）。注意这里的RealView MDK就是Keil MDK，只是称呼不同而已。 2009年uVision 4（Keil C51 V9.00；Keil C166 V6.00；Keil C251 V5.00；Keil MDK V4.00）。 2013年uVision 5（Keil C51 V9.53；Keil C166 V7.00；Keil C251 V5.59；Keil MDK V5.00）。目前Keil主要更新MDK，其它三款IDE基本不更新了。

Keil MDK，其它称呼：RealView MDK(早期)，Keil for ARM，Keil for MDK，Keil MDK，Keil MDK-ARM Keil C51，其它称呼：Keil PK51(早期)，Keil C51，Keil for C51 Keil C166，其它称呼：Keil PK166(早期)，Keil C166，Keil for C166 Keil C251，其它称呼：Keil DK251(早期)，Keil C251，Keil for C251

Keil uVision 是Keil公司开发的一套集成开发环境（IDE），和Eclipse开发工具类似，包括工程管理、源代码编辑、编译设置、模拟仿真、下载调试等众多工具为一体的软件工具。

Keil MDK，四种版本功能： MDK-Lite（免费版） MDK-Essential（基础版） MDK-Plus（增强版） MDK-Professional（专业版）

Keil MDK 和 ARM DS-5 ARM工具：SDT(Software Development Toolkit)→ADS（1999，ARM Developer Suite）→RVDS（2002，RealView Development Suite） 2005，工具分为MDK和DS-： MDK基于Keil uVision开发环境 ARM DS-5基于Eclipse ²开发环境

Keil MDK 将升级为 Keil Studio，你想要的黑色主题来了，附手把手使用教程

MDK：Microcontroller Developer Kit微控制器开发工具。↩︎
Eclipse，是著名的跨平台的自由集成开发环境（IDE）。最初主要用来Java语言开发，通过安装不同的插件Eclipse可以支持不同的计算机语言，比如C++和Python等开发工具。Eclipse的本身只是一个框架平台，但是众多插件的支持使得Eclipse拥有其他功能相对固定的IDE软件很难具有的灵活性。许多软件开发商以Eclipse为框架开发自己的IDE。↩︎