工程師筆記|STM32F745USART1Bootloader失敗原因分析與解決

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1. 概述

2. 問題分析

3. 問題解決

4. 總結

STM32 的 Bootloader 可以支持多種協議的，比如 USART，I2C，DFU 等等，USARTBootloader 是客戶使用 STM32 的時候常常會用到的協議。客戶在使用 STM32F745 進行產品開發的時候，出現了使用 STM32CubeProgramer 無法通過 USART1 Bootloader 進行程序升級的問題。為了解決客戶的問題，我在 NUCLEO-F746ZG 開發板上，復現了同樣的現象，本文針對這個現象，分析了該問題的原因和解決方法，作為一個記錄。

STM32F745/6 USART1 Bootloader 使用的 TX 和 RX 分別是 PA9 和 PA10。而NUCLEO-F746ZG 開發板，默認情況下，板子上的 PA9 和 PA10 被用作 USB Vbus 和USB ID, 需要斷開板子上的 SB127 和 SB125 才能讓 PA9 和 PA10 被 USART1 使用。使用 STM32CubeProgrammer 下載工具，通過 USB-Serial 轉接板連上 NUCLEOF746ZG，如圖 1 所示，選擇 USART 協議，選擇對應的 USART1 端口，其它參數選用默認配置，然后連接 NUCLEO 開發板，結果出現連接失敗。對照著 UM1974，檢查連線沒有問題，確認了 BOOT 腳為高電平，MCU 也進入Bootloader 模式，同時參考 AN2606，確認 STM32F475/6 支持 USART1 Bootloader。測試 USART3 Bootloader，STM32CubeProgrammer 可以正常連接。

參考 AN3155 了解 UART Bootloader 的工作流程如圖 2，果斷使用串口終端，比較USART1 Bootloader 和 USART3 Bootloader 響應上位機的命令有何區別。

使用串口終端工具，分別連接 USART1，USART3，發送對應的 UART Bootloader 命令，得到下圖 3 的命令交互。

圖3.USART1 Bootloader Command Interaction

通過圖 3 的命令交互可以看出，當 USART1 Bootloader 收到 7F 命令的時候，返回的值是 FF 79，正常的情況下，應該返回 79。命令 7F 的作用是選擇對應的 USART Bootloader，返回 79 表示 MCU 正確的進入了 USART Bootloader 工作模式，在 USART1 Bootloader 中，STM32CubeProgrammer 發送 7F 命令收到的返回值是 FF 79，所以STM32CubeProgrammer 認為此時 MCU 沒有正確的進入 USART Bootloader 模式，因此連不上目標板。?

顯然，這個多余的 FF 不應該是 Bootloader 發出來的，通過示波器，觀察 USART1TX 的 PA9 發現，復位芯片之后，PA9 為低電平，而根據參考手冊，當 USART1 使能之后，此時 USART TX 應該為高電平才正常，所以懷疑這個異常現象是 USART1 產生了錯誤的數據導致的。

針對這種現象，在 PA9 外部上拉，再進行測試，USART1 Bootloader 工作正常。

根據上面的分析，USART1 TX 沒有上拉導致了 USART1 Bootloader 無法正常工作，但通常情況下，我們使用 USART 的時候，TX，RX 是無需外加上拉的，為什么STM32F745/6 的 USART1 需要上拉，而 USART3 無需上拉呢？帶著這個問題，仔細閱讀了相關文檔，最終再 AN2606 V5.1（之前版本沒有注明）版本中，發現了這個區別，正是這個區別導致了這個問題。

通過分析和解決這個問題，可見及時更新并仔細閱讀相關文檔是很重要的事情.針對這個問題，如果仔細閱讀了最新的 AN2606，就能很快定位產生問題的原因。當然，通過逐步分析這個問題，也進一步加深了對 Bootloader 的理解。