Guide: Connecting your debugger
This small guide will explain how to connect your debugger to your development board. There are two commonly used connectors which expose only the SWD (Serial Wire Debug) interface or the full JTAG interface.
Connecting ST’s Nucleo and Discovery boards
If you are using one of ST’s official Nucleo or Discovery boards, you do not have to connect an external debugger. These board come with an on-board ST-LINK/V2 debugger. Just connect the board via USB to your PC and you are ready to go!
Connecting Chinese development boards
If you are using one of the many Chinese development boards, you most likely need to connect an external debugger to flash and debug the device on your development board as these board normally do not include a on-board ST-LINK/V2.
Connecting via SWD header
The easiest way to connect your development board to your debugger is by using the 4-pin SWD header, if present. This header is usually a male dupont header, but female headers are also used. The header exposes a ground pin, a +3.3V pin, a clock pin, and a data pin.
Note: There is no particular order in which these pins are arranged.
Warning: Do not connect the +3.3V pin if you are powering your board externally, as most Chinese development boards do not have any protection on the power pins. This may cause damage your board, debugger or PC.
The table below provides an overview of which pins to connect:
| Pin function | Debugger pin | Target pin |
|---|---|---|
| Ground pin | GND | GND |
| +3.3V pin | VCC / VDD / 3.3V | VCC / VDD / 3.3V |
| Clock pin | SWCLK / SWCK | CLK / SWCLK |
| Data pin | SWDIO | DIO / SWDIO |
Connecting to JTAG header
If your development board does not have a 4-pin SWD header, it most likely does have a 20-pin JTAG header. This connector exposes all the pins needed for full JTAG support. This includes the pins a SWD header would expose. Refer to the image below for an overview of a typical ARM JTAG header.
Warning: Do not connect the +3.3V pin if you are powering your board externally, as most Chinese development boards do not have any protection on the power pins. This may cause damage your board, debugger or PC.
The table below provides an overview of which pins to connect:
| Pin function | Debugger pin | Target pin |
|---|---|---|
| Ground pin | GND | GND |
| +3.3V pin | VCC / VDD / 3.3V | VCC |
| Clock pin | SWCLK / SWCK | SWCLK |
| Data pin | SWDIO | SWDIO |
Connecting to GPIO pins
If you have a development board that does not have a SWD or JTAG header, you can also connect your debugger to some specific GPIO ports. This is essentially the same as connecting your debugger via a SWD or JTAG header, although a bit more cumbersome.
Warning: Do not connect the +3.3V pin if you are powering your board externally, as most Chinese development boards do not have any protection on the power pins. This may cause damage your board, debugger or PC.
The table below provides an overview of which pins to connect:
| Pin function | Debugger pin | Target pin |
|---|---|---|
| Ground pin | GND | Any GND pin |
| +3.3V pin | VCC / VDD / 3.3V | Any +3.3V pin |
| Clock pin | SWCLK / SWCK | PA14 |
| Data pin | SWDIO | PA13 |
Debuggers
There are a few different debuggers that can be used.
Official ST-LINK/V2
The official ST-LINK/V2 is a debugger manufactured by ST Microelectronics and can be bought at any major electronics distributor. In addition to the standard ST-LINK/V2, ST offers a ST-LINK/V2-ISOL variant which features digital isolation between the PC and target board. This isolation withstands voltages up to 1000Vrms.
This debugger has a 20-pin IDC conenctor for connecting to target boards. The pinout of this connector can be found below.
Nucleo ST-LINK/V2
The ST-LINK/V2 built into the Nucleo-64 and Nucleo-144 boards can also be used as stand-alone debugger. To use the built-in debugger, you must remove the jumpers from CN2 (Nucleo-64) or CN4 (Nucleo-144). Then you can use CN4 (Nucleo-64) or CN6 (Nucleo-144) to connect to your target board.
This debugger has a 6-pin dupont header for connecting to a SWD header on the target board. The pinout of this connector can be found below.
ST-LINK/V2 Clone
The cheapest alternative to both official ST options is a Chinese ST-LINK/V2 clone. This clone offers the same connectivity when it comes to SWD. It does not expose a full JTAG interface. However, it does feature some additional power pins, both +5V and +3.3V.
This debugger has a 10-pin IDC connector. The pinout of this connector can be found below.
This is the STM32-base project website. Learn more about the STM32-base project or check out this project on Github. The STM32-base project is in no way affiliated with STMicroelectronics.
This website is hosted on Github Pages. This page is designed to last. Check out which licenses apply to this website and its contents. Check out the Privacy policy.
ST-Link V2 в маленьком корпусе
Самый недорогой программатор/отладчик ST-Link V2 на примере STM32F103CBT6.
Обязательно меняем провода на короткие
Итак первым делом меняем провода для соединения ST-LINK V2 с STM32F103C8T6 на короткие 10см.
Используем для соединения с STM32F103C8T6 только 4 провода (SWD интерфейс):
3.3V — 3.3V
GRD — GRD
SWDIO- DIO
SWCLK- CLK
Нет SWO трассировки
То есть не выведен отдельный провод PB3 SWO из программатора наружу.
Но в принципе программно SWO реализован внутри программатора. Только воспользоваться им нельзя. Белый провод это он и есть , а как подпаятся к ножке микросхемы программаторы вопрос .
Как обновить внутреннее ПО
через программу ST-LINK Utility
Проверяем сначала связь с контроллером программой ST-LINK Utility:
Обе перемычки на STM32F103C8T6 в положении 0
запускаем, жмем Connect и все определяется ОК
щелкаем Settings и видим, что устройство определяется автоматически корректно (см.скриншот) , port = SWD, target Voltage=3.2V и т.д.
Обновление внутреннего ПО
Чтобы сделать Firmware Update в программе ST-LINK Utility надо установить перемычку в положение 1 (режим DFU). В результате должно получится примерно так, кнопка Yes активна:
Иногда , почему-то не удается сделать Firmware Update. Но помогает — закрытие всех программ, перезагрузка ПК (танцы с бубном).
По-видимому надо разобраться что устанавливать? — Hardware Reset (при SoftWare Reset у меня не срабатывает).
Важно! — в ST-Link V2 после прошивки (через Stm32-Link Utility) сохраняются старые настройки Mode (Normal|Hot Plug|Connect Undr Reset) и Reset Mode (Software System Reset|Core Reset|Hardware Reset).
Если не работает ничего — пытаемся разобраться с дополнительными настройками
Mode : Connect Under Reset можно выставить только с Reset Mode : Hardware Reset (Похоже по смыслу , что это тот самый режим когда надо ручками кнопку Reset нажимать и перемычка в 1 д/б).
The “Connect Under Reset” option allows to connect to the target using a reset vector catch before executing any instruction. This is useful in many cases like when the target contains a code that disables the JTAG/SWD pins.
Т.е. это похоже когда программа в начале своего исполнения отключает SWD возможности. Понятно отладка тут не будет возможна.
Mode : Normal возможен с Reset Mode : (Software System Reset|Core Reset|Hardware Reset) .
With “Normal” connection mode, the target is rest then halted. The type of reset is selected using the “reset Mode” option.
Mode : Hot Plug возможен с Reset Mode : (Software System Reset|Core Reset|Hardware Reset)
The “Hot Plug” option allows to connect to the target without halt or reset. This is useful to update the RAM addresses or the IP registers while the application is running.
И мы понимаем, что Hot Plug — пока этот режим нам не нужен никак.
Итак режим (Mode) и Reset Mode настраивается именно в ST-Link V2 через Stm32-Link Utility.
В Keil надо соответственно этому указать настройки.
Распиновка jtag st link
ST-LINK/V2 это внутрисхемный отладчик и программатор для микроконтроллеров STM8 и STM32. Однопроводный интерфейс (single wire interface module, SWIM) и JTAG/SWD (SWD это сокращение от serial wire debugging) реализуют коммуникацию с любым микроконтроллером STM8 или STM32, работающим на плате конечной системы.
В дополнение к функционалу ST-LINK/V2, новая версия ST-LINK/V2-ISOL реализует изоляцию цифрового интерфейса между PC и целевой программируемой платой. Изоляция выдерживает напряжения до 1000 VRMS.
Интерфейс USB full-speed осуществляет обмен между компьютером PC разработчика и:
• Устройствами STM8 через ПО ST Visual Develop (STVD) или ST Visual Program (STVP). Это ПО поставляется компанией STMicroelectronics (ST).
• Устройствами STM32 в средах разработки Atollic®, IAR™, Keil® и TASKING®.
 |  |
| ST-LINK/V2 | ST-LINK/V2-ISOL |
Рис. 1. Отладчики ST-LINK/V2 и ST-LINK/V2-ISOL.
Отладчик ST-LINK также встроен в оценочные платы разработчика STM32Fxxx Discovery [2]. Вот так выглядит отладчик ST-LINK/V2-B на плате STM32F429 Discovery (компоненты отладчика выделены желным прямоугольником):
Функциональные возможности ST-LINK:
• Питание 5V подается от хоста PC через коннектор USB.
• Подключение USB 2.0 full speed через кабель USB standard A — Mini-B.
• Функции интерфейса отладки SWIM:
– поддерживаются уровни от 1.65V до 5.5V;
– поддерживаются режимы скорости SWIM low-speed и high-speed;
– скорость программирования: 9.7 килобайт/сек на low speed и 12.8 килобайт/сек на high speed;
– подключение к отлаживаемой плате осуществляется через кабель стандартный вертикальный ERNI (ref: 284697 или 214017) или горизонтальный (ref: 214012), либо через коннектор со стандартным шагом выводов 2.54 мм.
• Функции интерфейса отладки JTAG/SWD:
– поддерживаются уровни 1.65V .. 3.6V на выходах, и входы допускают напряжения до 5V (5V tolerant inputs);
– 20-выводный JTAG кабель с шагом выводов 2.54 мм;
– поддерживаются коммуникации JTAG, SWD и SWV.
• Поддерживается непосредственное обновление прошивки (Direct Firmware Update, DFU).
• Светодиоды состояния (Status LED), которые мигают во время обмена с PC.
• Рабочий диапазон температур 0 .. 50°C.
Таблица 1. Информация для закупки.
Order code Описание варианта ST-LINK
ST-LINK/V2 Внутрисхемный отладчик/программатор.
ST-LINK/V2-ISOL Внутрисхемный отладчик/программатор с гальванической развязкой.
[Что входит в комплект отладчика]
Поставляемые компоненты показаны на рис. 2 и рис. 3. Это следующие элементы (перечислены слева направо):
• Стандартный кабель USB A — USB Mini-B (A).
• Отладчик ST-LINK/V2 (B).
• Коннектор SWIM (C).
• Плоский кабель SWIM со стандартным коннектором ERNI (D).
• Плоский кабель JTAG или SWD и SWV flat ribbon with a 20-pin connector (E).
Рис. 2. Комплект ST-LINK/V2.
Рис. 3. Комплект ST-LINK/V2-ISOL.
[Конфигурирование]
ST-LINK/V2 разработан на микроконтроллере STM32F103C8 (высокопроизводительное ядро Arm®(a) Cortex®-M3). Он доступен в корпусе TQFP48. Как показано на рис. 4, у ST-LINK/V2 есть два коннектора:
• Коннектор STM32 для интерфейса JTAG/SWD и SWV.
• Коннектор STM8 для интерфейса SWIM.
У ST-LINK/V2-ISOL один коннектор для интерфейсов STM8 SWIM, STM32 JTAG/SWD и SWV.
Рис. 4. Коннекторы ST-LINK/V2 (слева) и ST-LINK/V2-ISOL (справа).
A: Коннектор STM32 JTAG и SWD для подключения к целевой плате.
B: Коннектор STM8 SWIM для подключения к целевой плате.
C: Коннектор STM8 SWIM, STM32 JTAG и SWD для подключения к целевой плате.
D: светодиод, показывающий активный обмен.
Для разработки приложений на микроконтроллерах STM8 отладчик ST-LINK/V2 можно подключить к целевой плате двумя разными кабелями, в зависимости от того, какой коннектор установлен на плате устройства. Это следующие кабели:
• Плоский кабель SWIM, на одном из концов которого стоит стандартный коннектор ERNI.
• 4-контактный кабель SWIM с шагом 2.54 мм или кабель SWIM с отдельными проводами.
На рис. 5 показано, как подключить ST-LINK/V2, если на целевой плате находится стандартный коннектор ERNI 4-pin SWIM.
Рис. 5. Соединение ERNI.
A: целевая плата системы с коннектором ERNI.
B: кабель с коннектором ERNI.
C: целевой коннектор STM8 SWIM.
Также см. рис. 11 во врезке «Дополнительная техническая информация».
Рис. 6 показывает, что на целевом коннекторе ST-LINK/V2-ISOL вывод 16 отсутствует. Этот отсутствующий вывод используется как ключ безопасности коннектора, гарантирующий правильную ориентацию коннектора SWIM при подключении. Этот ключ безопасности используется на кабелях SWIM и JTAG.
 |  |  |
Рис. 6. Ключ безопасности на коннекторах.
Дешевый вариант SWIM-подключения. Рис. 7 показывает, как подключить ST-LINK/V2, если на плате стоит 4-выводный коннектор с шагом выводов 2.54 мм.
Рис. 7. Недорогое SWIM-подключение.
A: целевая плата системы, на которой установлен коннектор с шагом выводов 2.54 мм.
B: 4-проводный кабель, или подключение отдельными проводами.
C: целевой коннектор STM8 SWIM.
Также см. рис. 12 во врезке «Дополнительная техническая информация».
Сигналы и соединения SWIM. Таблица 2 дает общее описание SWIM: имена сигналов, функции и сигналы целевой платы при использовании 4-проводного кабеля и 4-выводного коннектора.
Таблица 2. SWIM-соединение с ST-LINK/V2.
| Pin | Имя сигнала | Функция | Соединение с целевой платой |
| 1 | VDD | VCC целевой платы (1) | VCC микроконтроллера |
| 2 | DATA | SWIM | Вывод SWIM микроконтроллера |
| 3 | GND | Земля | GND |
| 4 | RESET | Сброс | Вывод RESET микроконтроллера |
Примечание (1): источник питания целевой платы подключен к плате отладчика ST-LINK/V2 для гарантии совместимости уровней между платой и отладчиком.
Рис. 8. Целевой коннектор SWIM.
Таблица 3 показывает имена сигналов, функции и соединения сигналов с целевой платой при использовании кабеля с отдельными проводами. Поскольку у кабеля SWIM с отдельными проводами есть независимые коннекторы для каждого сигнала, то можно подключить ST-LINK/V2-ISOL к целевой плате, на которой нет стандартного SWIM-коннектора. На таком плоском кабеле все сигналы имеют разные цвета и отдельную метку, что упрощает подключение к целевой системе.
Таблица 3. Соединения ST-LINK/V2-ISOL недорогим кабелем SWIM.
| Цвет | Имя сигнала кабеля | Функция | Соединение с целевой платой |
| Красный | TVCC | VCC целевой платы (1) | VCC микроконтроллера |
| Зеленый | UART-RX | Не используется | Зарезервировано (2) (не подключается к целевой плате) |
| Синий | UART-TX | ||
| Желтый | BOOT0 | ||
| Оранжевый | SWIM | SWIM | Вывод SWIM микроконтроллера |
| Черный | GND | Земля | GND |
| Белый | SWIM-RST | RESET | Вывод RESET микроконтроллера |
(1) Источник питания целевой платы подключен к плате отладчика ST-LINK/V2 для гарантии совместимости уровней между платой и отладчиком.
(2) BOOT0, UART-TX и UART-RX зарезервированы для использования в будущих разработках.
TVCC, SWIM, GND и SWIM-RST могут быть подключены дешевым коннектором с шагом 2.54 мм, установленным на целевой плате.
Для разработки программ на основе микроконтроллеров STM32 отладчик ST-LINK/V2 должен быть подключен к целевой системе стандартным 20-выводным плоским кабелем JTAG.
Таблица 4 показывает имена сигналов, функции и соединения сигналов с целевой платой при использовании стандартного 20-выводного кабеля JTAG.
Таблица 4. Соединения кабелем JTAG/SWD.
| Pin | Коннектор ST-LINK/V2 (CN3) | Функция ST-LINK/V2 | Соединение с целевой платой JTAG | Соединение с целевой платой SWD |
| 1 | VAPP | VCC целевой платы | VDD микроконтроллера (1) | VDD микроконтроллера (1) |
| 2 | ||||
| 3 | TRST | TRST JTAG | JNTRST | GND (2) |
| 4 | GND (3) | GND (3) | GND (3)(4) | GND (3)(4) |
| 5 | TDI | JTAG TDO | JTDI | GND (2) |
| 6 | GND (3) | GND (3) | GND (3)(4) | GND (3)(4) |
| 7 | TMS_SWDIO | JTAG TMS, SWDIO | JTMS | SWDIO |
| 8 | GND (3) | GND (3) | GND (3)(4) | GND (3)(4) |
| 9 | TCK_SWCLK | JTAG TCK, SWCLK | JTCK | SWCLK |
| 10 | GND (5) | GND (5) | GND (4)(5) | GND (4)(5) |
| 11 | Не подключено | |||
| 12 | GND | GND | GND (4) | GND (4) |
| 13 | TDO_SWO | JTAG TDI, SWO | JTDO | TRACESWO (6) |
| 14 | GND (5) | GND (5) | GND (4)(5) | GND (4)(5) |
| 15 | NRST | NRST | NRST | NRST |
| 16 | GND (3) | GND (3) | GND (3)(4) | GND (3)(4) |
| 17 | Не подключено | |||
| 18 | GND | GND | GND (4) | GND (4) |
| 19 | VDD (3) | VDD (3.3 V) (3) | Не подключено | |
| 20 | GND | GND | GND (4) | GND (4) |
(1) источник питания целевой платы подключен к плате отладчика ST-LINK/V2 для гарантии совместимости уровней между платой и отладчиком.
(2) Подключается к GND для снижения шума в кабеле.
(3) Доступно только на ST-LINK/V2, не подключено на ST-LINK/V2-ISOL.
(4) Для правильной работы как минимум один вывод должен быть подключен к земле (рекомендуется подключить все).
(5) GND ST-LINK/V2, используемый SWIM на ST-LINK/V2-ISOL (см. таблицу 3).
(6) Опционально: для трассировки Serial Wire Viewer (SWV).
Рис. 9 показывает, как соединить ST-LINK/V2 с целевой системой кабелем JTAG.
Рис. 9. Соединение JTAG и SWD.
A: целевая отлаживаемая плата с коннектором JTAG.
B: плоский 20-выводный кабель JTAG/SWD.
C: целевой коннектор STM32 JTAG и SWD.
Рис. 10. Нумерация выводов коннектора JTAG (вид на контакты коннектора с верхней стороны платы).
Для некоторых систем стандартный 20-выводный коннектор с шагом выводов 2.54 мм слишком велик, и разработчики часто предпочитают коннектор с уменьшенным количеством выводов (например 10 контактов вместо 20). Для отладчиков ST-LINK/V2 или ST-LINK/V2-ISOL есть адаптер Tag-Connect и кабель, упрощающие подключение отладчика к целевой плате без необходимости установки на плату большого разъема.
Для дополнительной информации об этом решении и цоколевке посетите сайт www.tag-connect.com. Компоненты, совместимые с интерфейсами JTAG и SWD:
a) Адаптер TC2050-ARM2010 (переходник 20 в 10 выводов).
b) TC2050-IDC или TC2050-IDC-NL (No Legs, без ножек), 10-выводный кабель.
c) TC2050-CLIP с клипсой для использования с TC2050-IDC-NL (опционально).
Индикационный светодиод ST-LINK/V2. Светодиод, помеченный «COM» на верхней стороне ST-LINK/V2, показывает его состояние (независимо от типа соединения):
• Светодиод мигает красным: происходит энумерация USB на хосте PC.
• Светодиод красный: установлено соединение между PC и ST-LINK/V2 (энумерация закончилась).
• Светодиод мигает зеленым/красным: идет обмен между целевой платой и PC.
• Светодиод зеленый: последнее соединение прошло успешно.
• Светодиод оранжевый: обмен ST-LINK/V2 с целевой платой был неудачным.
[Обновление прошивки]
В ST-LINK/V2 встроен механизм обновления прошивки отладчика (firmware) через порт USB. Поскольку firmware во время жизни продукта ST-LINK/V2 может развиваться (новый функционал, исправление ошибок, добавление поддержки новых семейств микроконтроллеров, . ), то рекомендуется периодически посещать специальные странички www.st.com, чтобы следить за появлением свежей версии firmware.
[Средства разработки]
Для STM8. См. ST toolset Pack24 с патчем 1 или более свежий, который включает в себя ST Visual Develop (STVD) и ST Visual Programmer (STVP).
Для STM32 и программирования Flash. Инструментарий сторонних производителей: Atollic® TrueSTUDIO®, IAR™ EWARM, Keil® MDK-ARM™ и TASKING® VX-toolset поддерживают ST-LINK/V2 в соответствии с версиями, как это показано в таблице 5.
Таблица 5. Поддержка сторонними разработчиками ST-LINK/V2.
| Разработчик | Тулчейн/IDE | Версия |
| Atollic ® | TrueSTUDIO ® | 2.1 |
| IAR™ | EWARM | 6.20 |
| Keil ® | MDK-ARM™ | 4.20 |
| TASKING ® | VX-toolset for Arm ® Cortex ® -M | 4.0.1 |
Отладчик ST-LINK/V2 требует для себя специального драйвера USB. Если установленный инструментарий также устанавливает этот драйвер автоматически, то он записывает файл stlink_winusb.inf в каталог inf папки Windows.
Если инсталлятор не устанавливает драйвер, то драйвер можно найти на сайте www.st.com:
1. Откройте в браузере страничку www.st.com.
2. На закладке «Поиск» (search), в поле part number найдите ST-LINK/V2.
3. Кликните на ссылку в столбце Generic Part Number для ST-LINK/V2.
4. На закладке «Design support», в секции «SW drivers» кликните на иконку загрузки, чтобы загрузить архив с драйвером (файл с именем наподобие en.stsw-link009.zip).
5. Распакуйте и запустите инсталлятор dpinst_x86.exe или dpinst_amd64.exe в зависимости от 32-битной или 64-битной версии операционной системы Windows.
Рис. 11. Стандартный кабель SWIM ST-LINK/V2 с коннектором ERNI.
Рис. 12. Дешевый кабель SWIM ST-LINK/V2.
VDD: сигнал для определения напряжения питания целевой платы.
DATA: сигнал данных SWIM DATA для обмена между целевой платой и отладчиком.
GND: напряжение земли.
RESET: сигнал сброса целевой платы.