JTAG/SWD/ISP/SWIM詳解單片機(jī)的四種燒寫方式

　　單片機(jī)是一種可編程控制器，搭好硬件電路后，可以利用程序?qū)崿F(xiàn)很多非常復(fù)雜的邏輯功能，與純硬件電路相比，簡(jiǎn)化了硬件外圍的設(shè)計(jì)、方便了邏輯的設(shè)計(jì)、豐富了邏輯的輸出。不同廠家的單片機(jī)需要不同編程IDE來實(shí)現(xiàn)編程。在學(xué)習(xí)單片機(jī)之前，要先清楚單片機(jī)程序是如何燒寫到單片機(jī)內(nèi)部的，在燒寫的過程中需要用到什么工具?因?yàn)椴煌ㄓ玫臒龑懝ぞ呖赡軆r(jià)格較貴，比如說Micorchip單片機(jī)使用的ICD系列編程器，單臺(tái)價(jià)格在600-1000元人民幣之間。今天和大學(xué)來認(rèn)識(shí)一下單片機(jī)最常用的四種燒寫方式和所使用到的工具。

　　1.使用JTAG接口實(shí)現(xiàn)

　　JTAG接口是一種標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)編程時(shí)在線調(diào)試，利用單步追蹤可以很方便的查找代碼的Bug，大多數(shù)的單片機(jī)都支持這種接口。這種接口除了電源線和復(fù)位引腳之外，還要用到單片機(jī)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(shù)據(jù)輸入，所有寫入寄存器的數(shù)據(jù)都是通過TDI接口串行輸入的;TMS--模式選擇，Jlink輸出給目標(biāo)CPU的時(shí)鐘信號(hào);TCK--時(shí)鐘信號(hào)，所有數(shù)據(jù)的輸入輸出都是以該時(shí)鐘信號(hào)為基準(zhǔn)的;TDO--數(shù)據(jù)輸出，所有從寄存器讀出的數(shù)據(jù)都是通過TDO接口串行輸出的;以上這四個(gè)引腳都是協(xié)議里強(qiáng)制要求的，而且協(xié)議建議在設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)的JTAG燒寫電路如下圖所示：

　　上圖中JTAG接口都通過電阻上拉了，有的單片機(jī)的這幾個(gè)引腳在內(nèi)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。

　　相信大家都見過或者聽過這個(gè)燒寫工具，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(quán)信息，因?yàn)檫@個(gè)工具是有版權(quán)的，前兩年因?yàn)榘鏅?quán)風(fēng)波，網(wǎng)購平臺(tái)還集中整治過一次。

　　2.SWD接口燒錄方式

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

　　SWDIO--串行數(shù)據(jù)線，用于數(shù)據(jù)的讀出和寫入;SWDCLK--串行時(shí)鐘線，提供所需要的時(shí)鐘信號(hào);一般來說，大多數(shù)單片機(jī)的JTAG接口和SWDIO接口是復(fù)用的，SWD也是用J-Link工具來實(shí)現(xiàn)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，硬件上無需改動(dòng)。除了J-Link外，意法半導(dǎo)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(fù)用的，由于SWD只需要兩根線所以大大減少了對(duì)單片機(jī)GPIO口的占用，SWD方式也是可以在線調(diào)試的。

　　3.ISP燒寫方式，用UART實(shí)現(xiàn)

　　使用過國產(chǎn)51單片機(jī)的朋友都清楚這種燒寫方式，這種燒寫方式是通過單片機(jī)的UART串口來實(shí)現(xiàn)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MAX232、CH340G等芯片來實(shí)現(xiàn)，通過MAX232實(shí)現(xiàn)的UART燒寫電路如下所示：

　　在與單片機(jī)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(jī)的TXD接串口RXD，單片機(jī)的RXD接串口TXD，否則數(shù)據(jù)通信失敗。51單片機(jī)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(jī)可以使用UART來實(shí)現(xiàn)程序下載，但是需要選擇BOOT的模式，現(xiàn)在通過CH340G芯片可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)ISP的下載方式，即不需要手動(dòng)設(shè)置BOOT模式。

　　4.SWIM單總線下載方式

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

　　以上為幾種常見的燒寫方式以及所使用的工具，歡迎大家留言評(píng)論，如果轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明作者信息和頭條出處，感謝支持。