STM32 调试口STM32CUBEMX配置

  STM32的调试口主要有两种类型：JTAG调试接口和SWD调试接口。以下是基于STM32CubeMX的配置方法、功能及优劣对比：

  在STM32CubeMX中，调试接口的配置位于 System Core > SYS > Debug 选项，常见模式如下：

模式	功能描述	引脚占用情况	适用场景	引用
Serial Wire (SWD)	仅启用SWD调试接口（2线制：SWDIO + SWCLK），释放其他调试引脚（如JTAG的TMS、TCK等）作为普通GPIO使用。	占用PA13（SWDIO）、PA14（SWCLK）	资源受限场景，需最大化利用GPIO资源
JTAG (4-pin)	启用完整JTAG接口（5线制：TMS、TCK、TDI、TDO + NRST），占用更多GPIO。	占用PA13~PA15、PB3、PB4	需要JTAG调试或多设备链式调试的复杂系统
Trace Asynchronous Sw	启用SWD并保留部分引脚用于异步跟踪功能（如ETM），需搭配特定调试工具使用。	占用SWD引脚及额外跟踪引脚	需要实时跟踪调试数据的高性能应用
Disabled	完全关闭调试接口，所有调试引脚恢复为普通GPIO。需谨慎使用，可能导致无法再次烧录程序。	无占用	量产阶段需完全禁用调试功能的设备

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1.JTAG调试接口

1.1 配置方法

• 在STM32CubeMX中，选择“Pinout&Configuration”标签页。

• 在左侧的“System Core”中找到“SYS”选项。

• 在“Debug”选项中选择“JTAG”。

• 确保相关引脚（如PA13、PA14、PA15、PB3、PB4）被正确配置为JTAG功能。

如下图所示：

烧录口原理图：

  上图中JTAG接口都通过电阻上拉了，有的单片机的这几个引脚在内部已经上拉，所以这几个上拉电阻可以省略，减少了成本和PCB空间的占用。

1.2 功能

• JTAG（Joint Test Action Group）是一种标准的硬件调试接口，支持复杂的调试功能，如指令断点、数据观察点、硬件断点等。

• 支持指令级跟踪和数据跟踪功能，能够实时监控程序的执行过程。

• 可以通过JTAG接口对芯片进行全速调试，适合复杂的调试场景。

1.3 其他配置模式

1.3.1 JTAG(4 pins)模式

  JTAG(4 pins)模式比5 pins模式少了1个NRST引脚，如果是在资源确实不足的时候可以弃用。但是一般情况下使用该引脚，防止由于烧录或者调试的时候无法服务程序。

1.3.1 JTAG with Trace Synchro 模式

  JTAG with Trace Synchro 是一种结合了JTAG调试和指令跟踪功能的调试模式。该模式下，又分为1bit、2bits和4bits。
Trace Synchro：即指令跟踪同步功能，用于捕获和分析处理器执行的指令序列，帮助开发人员了解程序的运行情况，快速定位问题。
结合方式：JTAG with Trace Synchro模式将JTAG的调试功能与指令跟踪功能相结合，通过JTAG接口实现对目标设备的调试控制，同时利用指令跟踪功能捕获程序运行时的指令序列，以便进行更深入的分析。

缺点：
耗费芯片引脚资源，一般单片机开发中其实不是非常需要。

1.4 优劣

优点：

• 功能强大，支持复杂的调试操作。

• 支持指令和数据跟踪，适合对性能要求较高的调试。

缺点：

• 需要5个引脚（JTMS、JTCK、JTDI、JTDO、nJTRST），占用较多的GPIO资源。

• 硬件要求较高，需要支持JTAG协议的调试器。

2.SWD调试接口

2.1 配置方法

• 在STM32CubeMX中，选择“Pinout&Configuration”标签页。

• 在左侧的“System Core”中找到“SYS”选项。

• 在“Debug”选项中选择“Serial Wire”。

• 确保相关引脚（如PA13、PA14）被正确配置为SWD功能。

烧录口原理图：

2.2 功能

• SWD（Serial Wire Debug）是一种简化的调试接口，仅需两个引脚（SWDIO和SWCLK）。

• 支持基本的调试功能，如指令断点、数据观察点等。

• 可以通过SWD接口对芯片进行调试和程序烧录。

2.3 其他配置模式

2.3.1 Trace Asynchronous Sw模式

  “Trace Asynchronous SW” 是一种基于串行线调试（Serial Wire Debug，SWD）的异步跟踪模式，通常用于嵌入式系统开发中，尤其是在使用 ARM Cortex-M 系列处理器（如 STM32）时。以下是关于它的功能、原理和使用方法的详细介绍：
功能

1. 指令跟踪：能够捕获处理器执行的指令序列，帮助开发人员分析程序的运行情况，快速定位问题。
2. 数据跟踪：可以捕获程序中变量的变化情况，实时监控数据的读写操作。
3. 调试信息输出：支持通过 SWO（Serial Wire Output）引脚输出调试信息，例如使用 printf 打印调试日志。
4. 性能分析：可以统计函数的执行时间、中断的触发情况等，帮助优化程序性能。
   

2.3.2 Trace Synchro Sw 模式

  同JTAG with Trace Synchro 是一种结合了SW调试和指令跟踪功能的调试模式。该模式下，又分为1bit、2bits和4bits。
Trace Synchro：即指令跟踪同步功能，用于捕获和分析处理器执行的指令序列，帮助开发人员了解程序的运行情况，快速定位问题。

2.4 优劣

优点：

• 引脚数量少，仅需两个引脚，节省GPIO资源。

• 硬件要求较低，调试器成本相对较低。

缺点：

• 功能相对JTAG较弱，不支持指令跟踪功能。

• 数据传输速度较JTAG略低，适合简单的调试场景。

3. 特殊配置：禁用调试接口

如果需要将调试引脚释放为普通GPIO使用，可以通过以下方式配置：

• 在STM32CubeMX中，选择“Pinout&Configuration”标签页。

• 在左侧的“System Core”中找到“SYS”选项。

• 在“Debug”选项中选择“Disable”。

• 确保相关引脚（如PA13、PA14、PA15、PB3、PB4）被重新配置为GPIO或其他功能。

4. 总结

• JTAG调试接口适合复杂的调试场景，功能强大但占用较多引脚。

• SWD调试接口适合简单的调试场景，节省引脚资源且硬件成本较低。

• 如果引脚资源紧张，可以选择SWD接口或禁用调试接口，将引脚释放为普通GPIO使用。

在实际开发中，根据项目需求和硬件资源情况选择合适的调试接口类型。