通过jlink实现不需要下位机的“上位机”开发

平时写上位机，串口、USB或者网口，不论哪种方式都需要下位机的配合。也就是得开发两套程序才能实现完整的功能，无论功能繁简。所以经常是嫌麻烦，连简单的都不想弄。直到xx年xx月xx日，挖到了宝：不用写下位机就能达到同样的效果。但是这种方式也是有局限的，就是需要一个调试器，比如jlink、daplink！！！有时候需要一些简易的小工具，我就直接这样搞了，省事点，反正自己用。

原理

前面有提到如何使用pylink访问SEGGER RTT，就是程序主动的去读写MCU中SEGGER RTT控制块的数据，也就是程序（上位机）主动去操作（读写）RTT的数据（内存）。在ARM中，内存和寄存器是统一编址的，因此也可以直接去读写寄存器，能读写寄存器意味着就能直接控制外设了。而JLinkARM.dll正好提供了读写某个地址的接口，因此pylink配合jlink就可以达到预期的效果。如果使用其他调试器可以尝试使用pyOCD，应该可以达到样的效果，我还没有试过。

读写接口

pylink没有现成封装好的写接口，下面是我封装的。使用的时候添加到pylink\pylink\jlink.py文件的class JLink(object)类中，或者可以到我的仓库下载。
读接口使用pylink提供的memory_read8、memory_read16、memory_read32即可。

    @connection_required
    def peripheral_write8(self, addr, value):
        """Writes byte to peripheral register of target system.
        Args:
          self (JLink): the ``JLink`` instance
          addr (int): start address to write to
          value (int): the value to write to the register
        Returns:
          The value written to the register.
        Raises:
          JLinkException: on write error.
        """
        res = self._dll.JLINKARM_WriteU8(addr, value)
        if res != 0:
            raise errors.JLinkWriteException('Error writing to %d' % addr)
        return value

    @connection_required
    def peripheral_write16(self, addr, value):
        """Writes half-word to peripheral register of target system.
        Args:
          self (JLink): the ``JLink`` instance
          addr (int): start address to write to
          value (int): the value to write to the register
        Returns:
          The value written to the register.
        Raises:
          JLinkException: on write error.
        """
        res = self._dll.JLINKARM_WriteU16(addr, value)
        if res != 0:
            raise errors.JLinkWriteException('Error writing to %d' % addr)
        return value

    @connection_required
    def peripheral_write32(self, addr, value):
        """Writes word to peripheral register of target system.
        Args:
          self (JLink): the ``JLink`` instance
          addr (int): start address to write to
          value (int): the value to write to the register
        Returns:
          The value written to the register.
        Raises:
          JLinkException: on write error.
        """
        res = self._dll.JLINKARM_WriteU32(addr, value)
        if res != 0:
            raise errors.JLinkWriteException('Error writing to %d' % addr)
        return value

    @connection_required
    def peripheral_write64(self, addr, value):
        """Writes long word to peripheral register of target system.
        Args:
          self (JLink): the ``JLink`` instance
          addr (int): start address to write to
          value (long): the value to write to the register
        Returns:
          The value written to the register.
        Raises:
          JLinkException: on write error.
        """
        # Default type is uint32_t，so specify the parameter type of the C function, otherwise get "ArgumentError"
        self._dll.JLINKARM_WriteU64.argtypes = [ctypes.c_uint32, ctypes.c_uint64]
        res = self._dll.JLINKARM_WriteU64(addr, value)
        if res != 0:
            raise errors.JLinkWriteException('Error writing to %d' % addr)
        return value

例子：点灯大法

像USB转串口、转SPI、转IIC，又或者通过ADC实现桌面示波器这种就不多说了，尽情发挥想象。这里简单的演示一下用法：按键（PA0）按下LED（PB10）亮，松开则灭。MCU使用的是NUC472HI8AE。

import pylink
import time

# GPIO相关的寄存器地址，从手册上可以得到
GPIO_BA = 0x40004000

PA_MODE = GPIO_BA + 0x000
PA_PIN = GPIO_BA + 0x010

PB_MODE = GPIO_BA + 0x040
PB_DOUT = GPIO_BA + 0x048

jlink = pylink.JLink()
jlink.open()
jlink.set_tif(pylink.enums.JLinkInterfaces.SWD)
jlink.connect('NUC472HI8AE')
jlink.reset(halt=False)

# 配置按键（PA0）为双向IO（带内部上拉），这里偷懒，直接将整组PA口都设为双向IO
jlink.peripheral_write32(PA_MODE, 0xFFFFFFFF)

# 配置LED（PB10）为输出
jlink.peripheral_write32(PB_MODE, 0x01 << 20)

while True:
    # 读取PA引脚的值
    gpio_value = jlink.memory_read32(PA_PIN, 1)
    if gpio_value[0] & 0x01:
        # 关闭LED
        jlink.peripheral_write32(PB_DOUT, 0x01 << 10)
    else:
        # 点亮LED
        jlink.peripheral_write32(PB_DOUT, 0x00 << 10)
    # 10ms 检测一次
    time.sleep(0.01)

jlink.close()

说明

可以看到，这相当于将原本在mcu上写的程序放到了PC上用python来写。例子中并没有初始化时钟这些操作，是因为使用的NUC472HI8AE上电复位后系统时钟、IO的时钟这些都直接可用，为了简化例子就没有再去配置一遍。如果使用别的MCU，比如STM32L4xx这种，上电复位后IO的时钟默认关闭的，还是得先配置好时钟。