灵动微课堂｜单独下载可执行文件到MM32F5微控制器

引言

使用Keil MDK或者IAR等使用图形界面的开发环境，可以在图形界面环境下编译源码工程，并下载编译生成的可执行文件到目标微控制器中。但若使用ARMGCC等命令行工具链，需要额外的下载工具，才能将编译生成的可执行文件下载到目标微控制器中。

若使用SEGGER J-Link调试器，可以搭配SEGGER Ozone软件或者J-FLASH、J-FLASH Lite实现单独下载的功能。但J-Link调试器价格昂贵，并且老版本的J-LINK调试器无法支持更新的微控制设备。相比而言，开源的DAP-Link方案更接地气。可以适配DAP-Link的命令行工具有openocd、pyocd等，但这些工具对某些具体微控制器设备的兼容性并不是很好，时不时会出现不识别设备或者连接不上的情况，需要开发者自行调试才能确保它们能够正常工作。同时，基于命令的操作方式，对于已经习惯了在图形界面环境下调试的开发者而言，也不是很友好。不过，若是需要搭建持续集成和自动化测试系统，这些基于命令行的工具仍是不可或缺的。

对于仅专注于微控制器端的软件开发者而言，希望能够以最简单的方式解决单独下载可执行文件的问题。本文将以下载MicroPython固件文件到灵动MM32F5微控制器为例，总结了几种简单易用的方法，专门针对使用DAP-Link调试器的情况，通过常用图形界面工具，实现单独下载可执行文件的功能。

PS：针对MM32F5微控制器，不得不使用本文描述方法的原因，还在于一些主观因素：

笔者手头上的J-Link v8不再支持STAR-MC1（Arm Cortex-M33）内核

笔者使用pyocd+DAP-Link的组合，经过一段时间的调试，仍无法实现连接到MM32F5微控制器

使用DAP-Link在Keil中可以调试MM32F5微控制器

使用这些工具可以识别常用的可执行文件类型，例如bin、hex、axf、elf、s19等。用户可根据需要尝试。

借用Keil工程

Keil IDE实现下载功能的部分，相对于编译过程，在内部应该也是一个独立的小工具，这是笔者得以实现用Keil下载程序的关键。Keil没有将内部的下载工具独立地开放出来，因此，笔者不得不创建一个不包含任何源码的空工程，跳过编译部分，仅使用其中下载程序的功能。具体操作步骤如下：

1 启动Keil IDE，创建新工程，并选定设备类型为目标微控制器设备。**

笔者实际在本机的d:\_worksapce\keil\mm32f5目录下，创建了mm32f5.uvprojx工程文件。

2 在\`options\` -> \`Output\` 选项卡中，指定将要下载的可执行文件的路径。

在样例中，笔者在\`mm32f5\`目录下，存放了\`micropython.hex\`文件。点击\`Select Folder for Objects...\`按钮，指定为\`mm32f5\`目录，然后在\`Name of Executable:\`对应的文本框中输入了\`micropython.hex\`文件名。

从字面上看，这里指定的是编译输出的路径和文件名，但实际上，下载过程是同编译过程绑定的，编译过程生成的可执行文件，将被Keil自动作为下载过程的输入文件。

3 在主窗口的工具栏中，单击LOAD按钮，启动下载。

通过 \`Build Output\`窗口可以查看到，当前已经擦除、下载并且校验成功。

4 使用Keil IDE也可以实现命令行式的下载操作。

此时，可将使用Keil IDE创建的工程视作\`uv4.exe\`程序的配置文件，例如，在之前创建的\`mm32f5.uvprojx\`文件中，编辑\`OutputDirectory\`和\`OutputName\`字段，指定将要下载程序的路径和文件名。

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no" ?>
<Project xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:noNamespaceSchemaLocation="project_projx.xsd">

  <SchemaVersion>2.1</SchemaVersion>

  <Header>### uVision Project, (C) Keil Software</Header>

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

然后在Windows的命令行界面，输入调用Keil下载代码的命令：

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点不方便，命令行在后台调用Keil执行下载过程没有任何用户交互。命令行触发执行\`uv4.exe\`程序不是阻塞式的，所以无法通过程序是否返回判定下载过程已结束。虽然在命令中指定输出log到指定文件中，但Keil并不是在下载结束后才创建输出文件，而是逐条写入输出文件。如果用户在下载过程中打开这个log输出文件，将会看到已经执行的部分操作。因此，也不能通过是否创建log输出文件判定已将下载成功。必须检查log输出文件的内容，待其中包含下载成功并通过验证的记录后，才能最终判定下载情况。

使用Ozone

常用J-Link调试器的开发者对Ozone都不陌生。Ozone和J-Link都是SEGGER公司设计发布的面向调试和下载应用的工具，Ozone是一套具有图形界面的上位机工具，可以适配J-Link调试器，独立下载可执行文件到目标微控制器并进行调试。但实际上，Ozone除了适配自家发售的J-Link调试器外，还提供了对开源CMSIS-DAP（DAP-Link）的支持，即使用Ozone通过DAP-Link连接到目标微控制器，也能够实现独立下载而执行文件并调试的功能。不过，Ozone支持DAP-Link毕竟只是额外的福利，几乎每个步骤都会弹窗提示，“这只是个试用功能，未经过充分测试”。

使用Ozone适配DAP-Link的操作同使用J-Link的情况相同，具体步骤如下：

1 启动Ozone软件，选择目标微控制器设备。

刚启动Ozone软件时，Ozone会自动检测到当前电脑上已经接入了DAP-Link调试器，然后提示警告“必须接受如下条款：