JTAG/SWD/ISP/SWIM詳解單片機的四種燒寫(xiě)方式

　　單片機是一種可編程控制器，搭好硬件電路后，可以利用程序實(shí)現很多非常復雜的邏輯功能，與純硬件電路相比，簡(jiǎn)化了硬件外圍的設計、方便了邏輯的設計、豐富了邏輯的輸出。不同廠(chǎng)家的單片機需要不同編程IDE來(lái)實(shí)現編程。在學(xué)習單片機之前，要先清楚單片機程序是如何燒寫(xiě)到單片機內部的，在燒寫(xiě)的過(guò)程中需要用到什么工具?因為不通用的燒寫(xiě)工具可能價(jià)格較貴，比如說(shuō)Micorchip單片機使用的ICD系列編程器，單臺價(jià)格在600-1000元人民幣之間。今天和大學(xué)來(lái)認識一下單片機最常用的四種燒寫(xiě)方式和所使用到的工具。

　　1.使用JTAG接口實(shí)現

　　JTAG接口是一種標準的測試協(xié)議，可以實(shí)現編程時(shí)在線(xiàn)調試，利用單步追蹤可以很方便的查找代碼的Bug，大多數的單片機都支持這種接口。這種接口除了電源線(xiàn)和復位引腳之外，還要用到單片機的四個(gè)引腳，分別是：TDI、TMS、TCK、TDO，他們所代表的含義如下所示：

　　TDI--數據輸入，所有寫(xiě)入寄存器的數據都是通過(guò)TDI接口串行輸入的;TMS--模式選擇，Jlink輸出給目標CPU的時(shí)鐘信號;TCK--時(shí)鐘信號，所有數據的輸入輸出都是以該時(shí)鐘信號為基準的;TDO--數據輸出，所有從寄存器讀出的數據都是通過(guò)TDO接口串行輸出的;以上這四個(gè)引腳都是協(xié)議里強制要求的，而且協(xié)議建議在設計電路時(shí)要選用上拉電阻。JTAG接口有多種形式，常用的20引腳、14引腳和10引腳。以20引腳JTAG為例，所設計的JTAG燒寫(xiě)電路如下圖所示：

　　上圖中JTAG接口都通過(guò)電阻上拉了，有的單片機的這幾個(gè)引腳在內部已經(jīng)上拉，所以這幾個(gè)上拉電阻可以省略，減少了成本和PCB空間的占用。

　　JTAG接口燒錄方式常用的工具為J-Link，實(shí)物圖如下圖所示。

　　相信大家都見(jiàn)過(guò)或者聽(tīng)過(guò)這個(gè)燒寫(xiě)工具，這個(gè)工具很通用，但是大家在使用的時(shí)候一定要注意版權信息，因為這個(gè)工具是有版權的，前兩年因為版權風(fēng)波，網(wǎng)購平臺還集中整治過(guò)一次。

　　2.SWD接口燒錄方式

　　SWD是一種串行調試接口，與JTAG相比，SWD只需要兩根線(xiàn)，分別為：SWCLK和SWDIO。他們的含義如下：

　　SWDIO--串行數據線(xiàn)，用于數據的讀出和寫(xiě)入;SWDCLK--串行時(shí)鐘線(xiàn)，提供所需要的時(shí)鐘信號;一般來(lái)說(shuō)，大多數單片機的JTAG接口和SWDIO接口是復用的，SWD也是用J-Link工具來(lái)實(shí)現的。所以在使用的時(shí)候，只需要在軟件界面做一下選擇，使用SWD方式還是JTAG方式，硬件上無(wú)需改動(dòng)。除了J-Link外，意法半導體的ST-Link也是支持SWD模式的。

　　SWD的接口如上圖所示，可以看出，SWD和JTAG是相互復用的，由于SWD只需要兩根線(xiàn)所以大大減少了對單片機GPIO口的占用，SWD方式也是可以在線(xiàn)調試的。

　　3.ISP燒寫(xiě)方式，用UART實(shí)現

　　使用過(guò)國產(chǎn)51單片機的朋友都清楚這種燒寫(xiě)方式，這種燒寫(xiě)方式是通過(guò)單片機的UART串口來(lái)實(shí)現的，所需要的工具也比較簡(jiǎn)單-USB/TTL。這個(gè)USB/TTL的芯片可以通過(guò)MAX232、CH340G等芯片來(lái)實(shí)現，通過(guò)MAX232實(shí)現的UART燒寫(xiě)電路如下所示：

　　在與單片機連接的時(shí)候，一定要注意交叉連接，所謂交叉連接即，單片機的TXD接串口RXD，單片機的RXD接串口TXD，否則數據通信失敗。51單片機在使用該方式下載時(shí)需要斷一下點(diǎn)再上電才能下載。

　　STM32單片機可以使用UART來(lái)實(shí)現程序下載，但是需要選擇BOOT的模式，現在通過(guò)CH340G芯片可以實(shí)現自動(dòng)ISP的下載方式，即不需要手動(dòng)設置BOOT模式。

　　4.SWIM單總線(xiàn)下載方式

　　這種下載方式是針對STM8系列的單片機，這種方式只需要一根線(xiàn)即可實(shí)現程序的下載，所使用的工具為ST-Link，如下圖所示：

　　以上為幾種常見(jiàn)的燒寫(xiě)方式以及所使用的工具，歡迎大家留言評論，如果轉載請注明作者信息和頭條出處，感謝支持。