QT编写一个JLINK烧录工具

概述

作者一直有一个想法，就是写一个功能强大的桌面小工具，里面集成各种平时开发要用的工具。例如：串口助手，网络助手，下载工具等。那么如何也带来几个问题：

问题1：那么如何呈现在桌面上也是一个非常重要的问题 -- 桌面悬浮窗。

问题2：工具的名字 -- RTOOL(米饭工具)

问题3：是否贡献整个工具 -- 分为两个版本：开源版本和公司项目版本（已经发布了V1.0版本）。

本篇文章介绍RTOOL的JLINK烧录小工具，那为什么要在RTOOL中集成JLINK的烧录工具呢？原因：

像MCU，我们如果使用GCC构建我们的程序后，没有IDE的支撑，就需要使用JFLASH这样的工具进行烧录，这个操作流程还是挺多步骤的。

方便我们对固件进行动手术，如对固件进行加密处理，对芯片ram，flash进行随心所欲的操作。

原理说明

我们在使用JFlash烧录工具时，实际JFlash是通过调用JLinkARM.dll动态库提供的接口进行操作的。那么我们可以通过Dependency walker对JLinkARM.dll进行分析。获取到dll库中所有函数符号。

QT提供了QLibrary类可以动态加载dll，所以结合获取的函数符号，我们可以定义一些列函数指针指向对应的符号。

开发流程

UI设计，实际可以很简单，目的也是简化JFlash的操作流程：

定义对接动态库JLinkARM.dll的一系列函数指针，头文件RJlinkARM.h：

#ifndefRJLINKARMH
#defineRJLINKARMH

//JLINKTIF
#defineJLINKARM_TIF_JTAG0
#defineJLINKARM_TIF_SWD1
#defineJLINKARM_TIF_DBM32
#defineJLINKARM_TIF_FINE3
#defineJLINKARM_TIF_2wire_JTAG_PIC324

//RESETTYPE
#defineJLINKARM_RESET_TYPE_NORMAL0
#defineJLINKARM_RESET_TYPE_CORE1
#defineJLINKARM_RESET_TYPE_PIN2

typedefbool(*rjlinkOpenFunc)(void);
typedefvoid(*rjlinkCloseFunc)(void);
typedefbool(*rjlinkIsOpenFunc)(void);
typedefunsignedint(*rjlinkTIFSelectFunc)(int);
typedefvoid(*rjlinkSetSpeedFunc)(int);
typedefunsignedint(*rjlinkGetSpeedFunc)(void);
typedefvoid(*rjlinkResetFunc)(void);
typedefint(*rjlinkHaltFunc)(void);
typedefvoid(*rjlinkGoFunc)(void);

typedefint(*rjlinkReadMemFunc)(unsignedintaddr,intlen,void*buf);
typedefint(*rjlinkWriteMemFunc)(unsignedintaddr,intlen,void*buf);
typedefint(*rjlinkWriteU8Func)(unsignedintaddr,unsignedchardata);
typedefint(*rjlinkWriteU16Func)(unsignedintaddr,unsignedshortdata);
typedefint(*rjlinkWriteU32Func)(unsignedintaddr,unsignedintdata);

typedefint(*rjlinkEraseChipFunc)(void);
typedefint(*rjlinkDownloadFileFunc)(constchar*file,unsignedintaddr);
typedefvoid(*rjlinkBeginDownloadFunc)(intindex);
typedefvoid(*rjlinkEndDownloadFunc)(void);
typedefbool(*rjlinkExecCommandFunc)(constchar*cmd,inta,intb);

typedefunsignedint(*rjlinkReadRegFunc)(intindex);
typedefint(*rjlinkWriteRegFunc)(intindex,unsignedintdata);

typedefvoid(*rjlinkSetLogFileFunc)(char*file);
typedefunsignedint(*rjlinkGetDLLVersionFunc)(void);
typedefunsignedint(*rjlinkGetHardwareVersionFunc)(void);
typedefunsignedint(*rjlinkGetFirmwareStringFunc)(char*buff,intcount);
typedefunsignedint(*rjlinkGetSNFunc)(void);
typedefunsignedint(*rjlinkGetIdFunc)(void);
typedefbool(*rjlinkConnectFunc)(void);
typedefbool(*rjlinkIsConnectedFunc)(void);

#endif//RJLINKARMH

通过QT提供了QLibrary类加载dll，然后函数指针指向对应的函数符号：

通过头文件RJlinkARM.h定义的函数指针类型定义对应的变量：

private:
rjlinkOpenFuncrjlinkOpenFuncPtr=NULL;
rjlinkCloseFuncrjlinkCloseFuncPtr=NULL;
rjlinkIsOpenFuncrjlinkIsOpenFuncPtr=NULL;
rjlinkTIFSelectFuncrjlinkTIFSelectFuncPtr=NULL;
rjlinkSetSpeedFuncrjlinkSetSpeedFuncPtr=NULL;
rjlinkGetSpeedFuncrjlinkGetSpeedFuncPtr=NULL;
rjlinkResetFuncrjlinkResetFuncPtr=NULL;
rjlinkHaltFuncrjlinkHaltFuncPtr=NULL;
rjlinkGoFuncrjlinkGoFuncPtr=NULL;
rjlinkReadMemFuncrjlinkReadMemFuncPtr=NULL;
rjlinkWriteMemFuncrjlinkWriteMemFuncPtr=NULL;
rjlinkWriteU8FuncrjlinkWriteU8FuncPtr=NULL;
rjlinkWriteU16FuncrjlinkWriteU16FuncPtr=NULL;
rjlinkWriteU32FuncrjlinkWriteU32FuncPtr=NULL;
rjlinkEraseChipFuncrjlinkEraseChipFuncPtr=NULL;
rjlinkDownloadFileFuncrjlinkDownloadFileFuncPtr=NULL;
rjlinkBeginDownloadFuncrjlinkBeginDownloadFuncPtr=NULL;
rjlinkEndDownloadFuncrjlinkEndDownloadFuncPtr=NULL;
rjlinkExecCommandFuncrjlinkExecCommandFuncPtr=NULL;
rjlinkReadRegFuncrjlinkReadRegFuncPtr=NULL;
rjlinkWriteRegFuncrjlinkWriteRegFuncPtr=NULL;
rjlinkSetLogFileFuncrjlinkSetLogFileFuncPtr=NULL;
rjlinkGetDLLVersionFuncrjlinkGetDLLVersionFuncPtr=NULL;
rjlinkGetHardwareVersionFuncrjlinkGetHardwareVersionFuncPtr=NULL;
rjlinkGetFirmwareStringFuncrjlinkGetFirmwareStringFuncPtr=NULL;
rjlinkGetSNFuncrjlinkGetSNFuncPtr=NULL;
rjlinkGetIdFuncrjlinkGetIdFuncPtr=NULL;
rjlinkConnectFuncrjlinkConnectFuncPtr=NULL;
rjlinkIsConnectedFuncrjlinkIsConnectedFuncPtr=NULL;

通过动态库(JLinkARM.dll)获取对应的函数指针

voidRJLinkView::jlinkLibLoadHandle(void)
{
jlinkLib=newQLibrary("JLinkARM.dll");
if(jlinkLib->load())
{
rjlinkOpenFuncPtr=(rjlinkOpenFunc)jlinkLib->resolve("JLINKARM_Open");//打开设备
rjlinkCloseFuncPtr=(rjlinkCloseFunc)jlinkLib->resolve("JLINKARM_Close");//关闭设备
rjlinkIsOpenFuncPtr=(rjlinkIsOpenFunc)jlinkLib->resolve("JLINKARM_IsOpen");//判断设备是否打开
rjlinkTIFSelectFuncPtr=(rjlinkTIFSelectFunc)jlinkLib->resolve("JLINKARM_TIF_Select");//选择设备
rjlinkSetSpeedFuncPtr=(rjlinkSetSpeedFunc)jlinkLib->resolve("JLINKARM_SetSpeed");//设置烧录速度
rjlinkGetSpeedFuncPtr=(rjlinkGetSpeedFunc)jlinkLib->resolve("JLINKARM_GetSpeed");//获取烧录速度
rjlinkResetFuncPtr=(rjlinkResetFunc)jlinkLib->resolve("JLINKARM_Reset");//复位设备
rjlinkHaltFuncPtr=(rjlinkHaltFunc)jlinkLib->resolve("JLINKARM_Halt");//中断程序执行
rjlinkReadMemFuncPtr=(rjlinkReadMemFunc)jlinkLib->resolve("JLINKARM_ReadMem");//读取内存
rjlinkWriteMemFuncPtr=(rjlinkWriteMemFunc)jlinkLib->resolve("JLINKARM_WriteMem");//写入内存
rjlinkEraseChipFuncPtr=(rjlinkEraseChipFunc)jlinkLib->resolve("JLINK_EraseChip");//擦除芯片
rjlinkExecCommandFuncPtr=(rjlinkExecCommandFunc)jlinkLib->resolve("JLINKARM_ExecCommand");//执行命令
rjlinkGetDLLVersionFuncPtr=(rjlinkGetDLLVersionFunc)jlinkLib->resolve("JLINKARM_GetDLLVersion");//获取DLL版本号
rjlinkGetSNFuncPtr=(rjlinkGetSNFunc)jlinkLib->resolve("JLINKARM_GetSN");//获取sn号
rjlinkGetIdFuncPtr=(rjlinkGetIdFunc)jlinkLib->resolve("JLINKARM_GetId");//获取ID
rjlinkConnectFuncPtr=(rjlinkConnectFunc)jlinkLib->resolve("JLINKARM_Connect");//连接设备
rjlinkIsConnectedFuncPtr=(rjlinkIsConnectedFunc)jlinkLib->resolve("JLINKARM_IsConnected");//判断是否连接设备
}
}

上述的函数指针，其实对访问操作一点也不友好，所以通过类方法重新对其封装，也避免的空指针的访问：

boolRJLinkView::jlinkOpen(void)
{
if(rjlinkOpenFuncPtr){
returnrjlinkOpenFuncPtr();
}
returnfalse;
}
voidRJLinkView::jlinkClose(void)
{
if(rjlinkCloseFuncPtr){
rjlinkCloseFuncPtr();
}
}
boolRJLinkView::jlinkIsOpen(void)
{
if(rjlinkIsOpenFuncPtr){
returnrjlinkIsOpenFuncPtr();
}
returnfalse;
}
unsignedintRJLinkView::jlinkTIFSelectFunc(inttype)
{
if(rjlinkTIFSelectFuncPtr){
returnrjlinkTIFSelectFuncPtr(type);
}
returnfalse;
}
voidRJLinkView::jlinkSetSpeedFunc(unsignedintspeed)
{
if(rjlinkSetSpeedFuncPtr){
rjlinkSetSpeedFuncPtr(speed);
}
}
unsignedintRJLinkView::jlinkGetSpeedFunc(void)
{
if(rjlinkGetSpeedFuncPtr){
returnrjlinkGetSpeedFuncPtr();
}
return0;
}
voidRJLinkView::jlinkResetFunc(void)
{
if(rjlinkResetFuncPtr){
rjlinkResetFuncPtr();
}
}
intRJLinkView::jlinkHaltFunc(void)
{
if(rjlinkHaltFuncPtr){
returnrjlinkHaltFuncPtr();
}
return0;
}
intRJLinkView::jlinkReadMemFunc(unsignedintaddr,intlen,void*buf)
{
if(rjlinkReadMemFuncPtr){
returnrjlinkReadMemFuncPtr(addr,len,buf);
}
return0;
}
intRJLinkView::jlinkWriteMemFunc(unsignedintaddr,intlen,void*buf)
{
if(rjlinkWriteMemFuncPtr){
returnrjlinkWriteMemFuncPtr(addr,len,buf);
}
return0;
}
intRJLinkView::jlinkEraseChipFunc(void)
{
if(rjlinkEraseChipFuncPtr){
returnrjlinkEraseChipFuncPtr();
}
return0;
}
boolRJLinkView::jlinkExecCommandFunc(constchar*cmd,inta,intb)
{
if(rjlinkExecCommandFuncPtr){
returnrjlinkExecCommandFuncPtr(cmd,a,b);
}
returnfalse;
}
unsignedintRJLinkView::jlinkGetDLLVersionFunc(void)
{
if(rjlinkGetDLLVersionFuncPtr){
returnrjlinkGetDLLVersionFuncPtr();
}
return0;
}
unsignedintRJLinkView::jlinkGetSNFunc(void)
{
if(rjlinkGetSNFuncPtr){
returnrjlinkGetSNFuncPtr();
}
return0;
}
unsignedintRJLinkView::jlinkGetIdFunc(void)
{
if(rjlinkGetIdFuncPtr){
returnrjlinkGetIdFuncPtr();
}
return0;
}
boolRJLinkView::jlinkConnectFunc(void)
{
if(rjlinkConnectFuncPtr){
returnrjlinkConnectFuncPtr();
}
returnfalse;
}
boolRJLinkView::jlinkIsConnectedFunc(void)
{
if(rjlinkIsConnectedFuncPtr){
returnrjlinkIsConnectedFuncPtr();
}
returnfalse;
}

下载信息窗体的显示格式设置，为了方便预览我们的操作步骤，所以规定一个显示格式，增加时间戳的显示：

voidRJLinkView::infoShowHandle(QStringinfo)
{
QStringtimestamp=QDateTime::currentDateTime().toString("[hhss.zzz]==>");
ui->burnInfoTextBrowser->append(timestamp+info);
}

连接芯片设备，以下是按照STM32F407IG为例，下载方式采用SWD，下载速度未4000kHz：

boolRJLinkView::jlinkConnectHandle(void)
{
if(jlinkIsOpen())
{
infoShowHandle(tr("设备连接成功"));
returntrue;
}
jlinkOpen();
if(jlinkIsOpen())
{
jlinkExecCommandFunc("device=STM32F407IG",0,0);
jlinkTIFSelectFunc(JLINKARM_TIF_SWD);
jlinkSetSpeedFunc(4000);
jlinkConnectFunc();
if(jlinkIsConnectedFunc()){
infoShowHandle(tr("设备连接成功"));
returntrue;
}else
{
infoShowHandle(tr("连接设备失败!请检查设备连接..."));
}
}
else
{
infoShowHandle(tr("连接设备失败!请检查烧录器连接..."));
}
returnfalse;
}

断开芯片设备：

voidRJLinkView::jlinkdisconnectHandle(void)
{
jlinkClose();
if(!jlinkIsOpen())
{
infoShowHandle(tr("断开设备成功!"));
}
else{
infoShowHandle(tr("断开设备失败..."));
}
}

获取CPU ID，原理其实很简单，通过读取对应UUID寄存器，就可以获取过去到芯片的UUID

QStringRJLinkView::jlinkGetCpuIdHandle(void)
{
unsignedcharcpuId[12]={0};
charcpuIdTemp[128]={0};
jlinkReadMemFunc(0x1FFF7A10,12,cpuId);
sprintf(cpuIdTemp,"%02X%02X%02X%02X-%02X%02X%02X%02X-%02X%02X%02X%02X",
cpuId[3],cpuId[2],cpuId[1],cpuId[0],
cpuId[7],cpuId[6],cpuId[5],cpuId[4],
cpuId[11],cpuId[10],cpuId[9],cpuId[8]);
returnQString(cpuIdTemp);
}

选择固件按钮实现，这里指定了文件后缀为.bin格式：

voidRJLinkView::on_fwFilePathSelectPushButton_clicked()
{
QStringfwFileName=QFileDialog::getOpenFileName(this,"Firmwarefile",QCoreApplication::applicationDirPath(),"fwfile(*.bin)");
ui->fwFilePathLineEdit->setText(fwFileName);
}

清除信息显示窗体按钮实现：

voidRJLinkView::on_cleanInfoPushButton_clicked()
{
ui->burnInfoTextBrowser->clear();
}

获取芯片ID按钮实现，需要先连接上设备，然后调用jlinkGetCpuIdHandle方案获取ID之后，断开连接：

voidRJLinkView::on_getCpuIdPushButton_clicked()
{
if(jlinkConnectHandle())
{
infoShowHandle(tr("获取CPUID中，请稍后..."));
infoShowHandle(tr("获取CPUID成功:")+jlinkGetCpuIdHandle());
jlinkdisconnectHandle();
}
}

同理，擦除flash也是要先连接上设备，然后通过调用jlinkEraseChipFunc方法进行擦除之后，断开连接：

voidRJLinkView::on_clearFlashPushButton_clicked()
{
if(jlinkConnectHandle())
{
infoShowHandle(tr("擦除flash中，请稍后..."));
jlinkEraseChipFunc();
infoShowHandle(tr("擦除flash成功!"));
jlinkdisconnectHandle();
}
}

一键烧录按钮原理，获取固件内容存储到一个缓冲区中，然后启动一个定时器，然后将固件内容搬运到对应的Flash区域：

voidRJLinkView::on_burnPushButton_clicked()
{
boolburnAddrIsOk=false;
QFileburnFile;

burnFileSize=0;
burnFileContent.clear();

if(ui->fwFilePathLineEdit->text()==tr(""))
{
infoShowHandle(tr("请选择要烧录的固件!"));
return;
}

if(jlinkConnectHandle())
{
burnAddr=ui->burnAddrLineEdit->text().trimmed().toInt(&burnAddrIsOk,16);
if(!burnAddrIsOk)
{
infoShowHandle(tr("烧录起始地址格式有误，请正确输入地址..."));
jlinkdisconnectHandle();
return;
}
burnFile.setFileName(ui->fwFilePathLineEdit->text());
burnFile.open(QIODevice::ReadOnly);
if(burnFile.isOpen())
{
burnFileContent=burnFile.readAll();
burnFileSize=burnFileContent.size();
burnFile.close();

infoShowHandle(tr("开始烧录固件,请稍后..."));

burnFileTimer->start(RJLINK_BURN_TIME_INTERVAL);
}
else
{
infoShowHandle(tr("烧录固件打开失败，请检查文件是否存在..."));
jlinkdisconnectHandle();
}
}
}

定时器处理函数，每次烧录从缓冲区提取1k数据进行烧录：

voidRJLinkView::burnFileTimerHandle(void)
{
intburnPercent=0;
if(burnFileTimer)
{
burnFileTimer->stop();

if(burnFileContent.isEmpty())
{
ui->burnProgressBar->setValue(100);
jlinkdisconnectHandle();
infoShowHandle(tr("烧录完成!"));
return;
}
else
{
if(burnFileContent.size()>RJLINK_BURN_CONTENT_SIZE)//每次搬运1K数据
{
jlinkWriteMemFunc(burnAddr,RJLINK_BURN_CONTENT_SIZE,burnFileContent.data());
burnAddr+=RJLINK_BURN_CONTENT_SIZE;
burnFileContent.remove(0,RJLINK_BURN_CONTENT_SIZE);
}
else
{
jlinkWriteMemFunc(burnAddr,burnFileContent.size(),burnFileContent.data());
burnAddr+=burnFileContent.size();
burnFileContent.clear();
}

burnPercent=(burnFileSize-burnFileContent.size())*100/burnFileSize;
ui->burnProgressBar->setValue(burnPercent);
burnFileTimer->start(RJLINK_BURN_TIME_INTERVAL);
}
}
}

演示实例

获取CPU ID演示，点击"获取CPU ID"按钮，在显示窗体便可以看到对应的ID：