如何使用雅特力32位Cortex® -M4微控制器AT32F425？

搭建AT32开发环境

一、调试工具及开发板

目前AT32F425开发板都自带AT-Link-EZ调试工具，AT-Link-EZ如下图左边红框所示，它也可拆开后单独搭配其他电路板使用，支持IDE在线调试、在线烧录、USB转串口等功能。

注意：AT-START板配备资源的详细说明，请参考《UM_AT_START_F425_Vx.x》，存放路径为雅特力科技官方网站→产品讯息→超值型MCU→AT32F4xx系列下载的Evaluation Board(开发板)资料包解压后\AT_START_F425_Vx.x\03_Documents。

二、烧录工具及软件

AT烧录工具及软件：AT-Link/AT-Link+/AT-Link-Pro/AT-Link-ISO/AT-Link-EZ、ICP/ISP。

第三方烧录工具：J-Link、安富莱、正点原子、轩微科技、创芯工坊、周立功、迈斯威志、阿莫烧录器、昂科、永创智能、高勒康达、浦洛、戎象科技、欣扬电子、西尔特、智峰科技等。

注意：上述烧录工具详情请访问雅特力科技官方网站→技术与开发支持→Hardware Development Tool页面及第三方编程器（3^RD Party Writer）页面。

ICP使用说明请参考《UM_ICP_Programmer》，存放路径为雅特力科技官方网站→产品讯息→超值型MCU→AT32F4xx系列下载的ICP工具解压后Artery_ICP_Programmer_Vx.x.xx\Document\UM_ICP_Programmer。

ISP使用说明请参考《UM_ISP_Programmer》，存放路径为雅特力科技官方网站→产品讯息→超值型MCU→AT32F4xx系列下载的ISP工具解压后Artery_ISP_Programmer_Vx.x.xx\Document\UM_ISP_Programmer。

AT-Link使用说明请参考《UM0004_AT-Link_User_Manual》，存放路径为雅特力科技官方网站→产品讯息→超值型MCU→AT32F4xx系列下载的AT-Link-Family工具解压后AT_Link_CH_Vx.x.x\05_Documents\UM0004_AT-Link_User_Manual_ZH_Vx.x.x。

三、AT32开发环境

模板工程介绍

在ArteryTek提供的固件库BSP中都默认建立好了常用IDE的模板工程。BSP可从雅特力科技官方网站→产品讯息→超值型MCU→AT32F4xx系列获取。

BSP中创建了Keil_v5/Keil_v4/IAR_6.10/IAR_7.4/IAR_8.2/eclipse_gcc/at32_ide的模板工程，存放路径为AT32F425_Firmware_Library_V2.x.x\project\at_start_f4xx\templates，打开对应工程的文件夹并点击工程文件即可打开对应的IDE工程。如下是Keil_v5工程示例：

工程内添加的内容描述如下：

① at32f425_clock.c时钟配置文件，设置了默认的时钟频率及时钟路径。

② at32f425_int.c中断文件，默认编写了部分内核中断函数的代码流程。

③ main.c模板工程的主代码文件。

④ at32f425_board.c板级配置文件，设置了AT-START上的按键和LED等常用硬件配置。

⑤ firmware下的at32f425_xx.c是各片上外设的驱动文件。

⑥ system_at32f425.c系统初始化文件。

⑦ startup_at32f425.s启动文件。

⑧ readme.txt工程的说明文件，记录了模板工程的一些应用功能、设置方式以及关联应用笔记（ApNote）等信息。

除了templates外，BSP还按照外设分类，提供了大量的examples示例代码（Keil_v5工程文件）供用户参考，用户只需要直接打开即可。存放路径为AT32F425_Firmware_Library_V2.x.x\project\at_start_f4xx\examples。

注意：关于BSP的更多详细说明，请参考《AT32F425固件库BSP&Pack应用指南》的“4 BSP使用简述”章节，存放路径为雅特力科技官方网站→产品讯息→超值型MCU→AT32F4xx系列下载的BSP解压后\AT32F425_Firmware_Library_Vx.x.x\document。

Pack安装

需要安装Pack包在Keil/IAR中增加AT32 MCU型号，Pack包可以从雅特力科技官方网站→产品讯息→超值型MCU→AT32F4xx系列下载。

对于Keil编译系统，建议keil4.74或5.23以上版本。Keil_v5版本需要将Keil5_AT32MCU_AddOn解压后安装对应ArteryTek.AT32F425_DFP，Keil_v4版本需要安装Keil4_AT32MCU_AddOn；默认情况下，安装时可以自动识别到Keil的安装路径，如果识别不到或者不正确，需要手动选择Keil的安装路径。

也可打开keil，点击Pack Installer图标，在Pack Installer中点击左上角file，选择import，导入从雅特力科技官方网站下载好的对应pack包完成安装。

对于IAR编译系统，建议IAR7.0或IAR6.1以上版本。安装IAR_AT32MCU_AddOn，默认情况下，安装时可以自动识别到IAR的安装路径，如果识别不到或者不正确，需要手动选择IAR的安装路径。

注意：关于Pack安装的更多详细说明，请参考《AT32F425固件库BSP&Pack应用指南》的“2 Pack安装步骤”章节，存放路径为雅特力科技官方网站→产品讯息→超值型MCU→AT32F4xx系列下载的BSP解压后\AT32F425_Firmware_Library_Vx.x.x\document。

使用AT-Link调试及下载

在Keil环境下使用AT-Link，在Debug里选择CMSIS-DAP调试器。

在Debug单击Settings进入Cortex-M Target Driver Setup界面如下图

1. 先选择AT-Link(WinUSB)-CMSIS-DAP/AT-Link-CMSIS-DAP；注意：关于WinUSB，请参考《FAQ0136_如何使用AT-LINK的WinUSB功能提升下载速率》，该文档可以从雅特力科技官方网站→技术与开发支持→FAQ→FAQ0136下载。

2. Port选择SW，再勾选SWJ；

  3. 确认已识别到ARM SW-DP调试模块。

并且在Utilities里，先勾去下图标示的选项框1，在选项框2下拉菜单选择CMSIS-DAP Debugger, 然后再勾选选项框1（需要先取消再勾选）。

在IAR环境下使用AT-Link，选中工程，点击Project，选择Options，在Debugger里选择CMSISDAP调试器，再在CMSIS DAP里选择SWD。

注意：关于Flash算法文件、MCU型号切换、Jlink无法找到MCU等的详细说明，请参考《AT32F425固件库BSP&Pack应用指南》相关章节，此处不再赘述。存放路径为雅特力科技官方网站→产品讯息→超值型MCU→AT32F4xx系列下载的BSP解压后\AT32F425_Firmware_Library_Vx.x.x\document。

四、快速替代AT32F415流程

请参考《MG0019_从AT32F415移植到AT32F425》，该文档可从雅特力科技官方网站→产品讯息→超值型MCU→AT32F4xx系列获取；如果程序仍无法正常运行，请参考本文件其他章节，或联络代理及雅特力科技技术支持人员协助解决。注意：系统性能改善是多方面调优共同作用的结果，关于如何提高AT32F425的运行效能，请参考应用手册《AN0004_Performance_Optimization》，该应用笔记可从雅特力科技官方网站→技术与开发支持→AP Note→AN0004获取。

AT32F425芯片的功能配置

一、预取指令缓冲

设置预取指令缓冲器可以使CPU更快地执行，CPU读取一个字的同时下一个字已经在预取缓冲器中等候。预取指令控制器根据预取缓冲器中可用的空间决定是否访问闪存，预取缓冲器中有至少一块的空余空间时，预取控制器则启动一次读操作。对于不同的系统时钟需要设置不同的时延，设置闪存性能选择寄存器(FLASH_PSR)的bit2~0 (WTCYC)。

AT库在系统时钟配置函数system_clock_config()进行了相关设置，其他BSP请找到相同的位置做相应的设置。

二、PLL时钟设置

AT32F425内置的PLL最高可输出96MHz时钟，设置AT32F425的PLL有两种方式：一种是使用传统的时钟配置寄存器CRM_CFG，一种是使用新增的PLL配置寄存器CRM_PLL。使用CRM_PLL可以配置更多种PLL时钟频率，其对应的公式为：

使用时钟配置寄存器CRM_CFG时PLL设定程序范例：(HEXT=8MHz,PLL=96MHz)

还可以使用AT32新增的PLL配置寄存器CRM_PLL配置更多的时钟频率，范例如下：(HEXT=8MHz,PLL=94MHz)

其中，入口参数CRM_PLL_SOURCE_HEXT代表选择HEXT为外部时钟源，47为PLL_NS值，1为PLL_MS值，CRM_PLL_FR_4（0x02，四分频）为PLL_FR值。更多时钟配置相关信息，请参考《AN0121_AT32F425_CRM_Start_Guide》。该应用笔记可从雅特力科技官方网站→技术与开发支持→AP Note→AN0121获取，其中详细介绍了AT32F425的时钟源码配置与修改，以及如何使用雅特力的时钟配置工具（New Clock Configuration）来快速生成想要的时钟代码并应用到工程，该工具可从雅特力科技官方网站→产品讯息→超值型MCU→AT32F4xx系列获取。

三、加密方式

注意：AT32F425的BOOT1位于用户系统数据区(0x1FFF F800)，当使用ISP工具时，请确认nBOOT1=1（出厂默认值），使程序由系统启动程序代码区（而不是SRAM）启动。访问保护访问保护即大家通常说的“加密”，作用于整个Flash存储区域。一旦设置了Flash的访问保护，内置的Flash存储区只能通过程序的正常执行才能读出，而不能通过JTAG或者SWD读出，当使用ICP/ISP工具解除访问保护时，芯片会对FLASH进行擦除操作。注意：一旦启动高级访问保护后，将不能被解除，并且禁止用户以任何方式重新擦除以及写入系统数据区。可用ICP/ISP工具对IC进行访问保护与解除访问保护操作，如下：Artery ICP Programmer工具（BOOT0=0）启用访问保护：设备操作--访问保护--启用访问保护/启用高级访问保护。解除访问保护：设备操作--访问保护--解除访问保护。

Artery ISP Programmer工具（BOOT0=1）

启用访问保护：一直点击下一步，直到进入最后界面，选择保护、启用访问保护/高级访问保护--下一步--是，即可将程序加密。解除访问保护：选择保护、禁用访问保护--下一步--是，即可将Flash解除加密。

Artery ISP Multi-Port Programmer工具（BOOT0=1）

启用访问保护：使能/除能保护、启用访问保护/高级访问保护--开始，即可将程序加密。解除访问保护：使能/除能保护、禁用访问保护--开始，即可将Flash解除加密。

注意：设置了访问保护不能通过擦除操作来解除访问保护。

擦写保护

写保护作用于整个Flash存储区域或者Flash存储区域的某些页。一旦设置了Flash的写保护，内置的Flash存储区就不能通过任何方式写入。可用ICP/ISP工具对IC进行擦写保护与解除擦写保护操作，如下：Artery ICP Programmer工具（BOOT0=0）启用擦写保护：设备操作--用户系统数据--勾选擦写保护字节扇区--应用到设备。解除擦写保护：设备操作--用户系统数据--勾除擦写保护字节扇区--应用到设备。Artery ISP Programmer工具（BOOT0=1）启用擦写保护：保护、启用擦写保护--下一步--是，即可启用写保护。解除擦写保护：保护、禁用擦写保护--下一步--是，即可解除写保护。Artery ISP Multi-Port Programmer工具（BOOT0=1）启用擦写保护：使能/除能保护、启用擦写保护--开始--是，即可启用写保护。解除擦写保护：使能/除能保护、禁用擦写保护--开始--是，即可解除写保护。

注意：设置了擦写保护不能通过擦除操作来解除擦写保护。

四、设定系统存储器为扩展主存

系统存储器(System Memory)默认是作为BOOT模式存放原厂固化的启动代码。不过，在AT32F425系列产品上，添加了新功能，系统存储器也可以选择作为主存的扩展区(AP模式)用来存放用户自定义代码。注意：系统存储区AP模式只能设置一次且不可逆，设置后原系统存储器BOOT模式功能不可恢复。产品开发过程中使用Artery ICP Programmer将系统存储器作为扩展主存使用方法：连接AT-Link/J-Link仿真器到AT-START-F425板并上电。开启Artery ICP programmer，选择用AT-Link/J-Link连接。通过菜单栏：设备操作--启动程序存储区AP模式--确定。

为防止误操作，需按照提示手动输入启用秘钥0xA35F6D24，操作后“存储器信息”表格中会有成功或失败的提示信息。

量产生产过程中使用Artery ICP Programmer将系统存储器作为扩展主存使用方法：

连接AT-Link仿真器到AT-START-F425板并上电。

注意：板载的AT-Link EZ版本不支持离线烧录，只能选择非EZ版本的AT-Link。

开启Artery ICP programmer，选择用AT-Link做连接。

通过菜单栏：AT-Link设置--离线项目配置。

生成离线项目的步骤：

1.新建项目2. 输入项目名称3. 选择MCU型号4. 添加.hex文件5. 下载接口选择SWD6. 勾选系统存储区AP模式并输入秘钥7. 保存项目到AT-Link或保存项目文件其他选择根据实际需要进行设置。

若上述步骤7选择的是保存项目文件，将会把项目保存为.atcp格式的文件，方便加载到其他AT-Link中使用。在操作过程中会弹出如下图的窗口。如果选择此项目仅允许在指定AT-Link使用，此项目文件与AT-Link绑定，只能在绑定的AT-Link使用，需设定绑定的AT-Link序列号；如果选择此项目仅允许使用一次，此项目文件在同一个AT-Link只能使用一次。

若上述步骤7保存项目到AT-Link成功，在离线下载状态监控窗口里，选择离线下载项目名称--保存并激活，就可以开始烧录了。

关于系统存储器扩展的更多信息请参考《AN0066_config_boot_memory_as_extension_of_main_memory(AP_mode)》，该应用笔记可从雅特力科技官方网站→技术与开发支持→AP Note→AN0066获取。在系统存储器运行用户程序的Demo请参考BSP，存放路径为雅特力科技官方网站→产品讯息→超值型MCU→AT32F4xx系列下载的BSP解压后AT32F425_Firmware_Library_V2.x.x\utilities\at32f425_boot_memory_ap_demo。

五、在程序中区分AT32与其他IC方法

读取Cortex-M系列CPU ID号区分，此方式可以区分出M0,M3,M4内核

说明: 在AT32F4xx微控制器内部有多个ID编码，将获取到的ID信息组装成一个64bit的数据，就可以区分出MCU是哪一种型号。更多信息请参考各型号技术手册RM的调试（DEBUG）章节以及《AN0016_Recognize_AT32_MCU》，该应用笔记可从雅特力科技官方网站→技术与开发支持→AP Note→AN0016获取。

下载编译过程常见问题

程序启动进入Hard Fault Handler
访问数据越界。找到程序中访问越界的问题点，并修改它到正常数据区域内。程序使用SRAM超过MCU SRAM空间大小。系统时钟设置超出规格。

Keil项目内Jlink无法找到IC
请参考《FAQ0008_Keil项目内Jlink无法找到IC问题》，该文档可以从雅特力科技官方网站→技术与开发支持→FAQ→FAQ0008下载。请参考《FAQ0132_JLink手动添加Artery MCU》，该文档及其附件可以从雅特力科技官方网站→技术与开发支持→FAQ→FAQ0132下载。

程序下载过程出问题
一、显示Error: Flash Download failed–“Cortex-M4”问题在Keil仿真或下载时弹出：

出现弹窗的原因可能是以下几种：

开启了访问保护，先取消MCU访问保护再下载。

选错了或者没有选择加载Flash文件算法，在Flash Download处选择添加正确的Flash文件算法。

BOOT0选择错误，BOOT0管脚电平须分别设置为0，使MCU从主闪存存储器启动。

J-Link驱动版本太低，建议6.20C以上版本。

在程序中将JTAG/SWD PIN disable，解决方法参考“2.2.5 AT32恢复下载”。

二、显示 No Debug Unit Device found问题

下载端口被占用，比如ICP正在连接目标设备。JTAG/SWD连线错误，或没有连接。

三、显示RDDI-DAP Error问题

编译器优化等级过高，如Keil AC6编译器的默认优化等级-Oz，需要改为-O0/-O1。在程序中将JTAG/SWD PIN disable，解决方法参考“2.2.5 AT32恢复下载”。

四、ISP串口下载时卡死问题

使用ISP串口下载时，偶尔会卡死，卡死之后电脑无法释放串口。建议处理方式：检查电源是否稳定。更换质量更好的USB转串口工具，如CH340芯片等。

五、AT32恢复下载

在使用AT32F425时，用户可能在以下操作后无法再次下载程序：在程序中将JTAG/SWD PIN disable后，无法下载程序并且找不到JTAG/SWD device。进入Standby mode后，无法下载程序并且找不到JTAG/SWD device。这里提供解决方法如下：方法1 通过切换boot模式。切换boot模式到Boot0=1，再按下复位键，即可恢复下载（注意切回Boot0=0）。同理，ISP下载也可恢复。方法2 通过ICP tool加AT-Link方法。AT-Link专为AT32设计，因此使用ICP加AT-Link可恢复下载。

安全库区sLib(Security Library)

概述

目前越来越多的微控器(MCU)应用需要使用到复杂的算法及中间件解决方案(middleware solution)，因此，如何保护软件方案商开发出来的核心算法等知识产权代码(IP-Code)，便成为微控制器应用中一项很重要的课题。因为这一重要的需求，AT32F425系列提供了安全库区(SLIB)的功能，以防止重要的IP-Code被终端用户的程序做修改或读取，进而达到保护的目的。

应用原理

设定以密码保护主闪存中指定范围的程序区(即安全库区)，软件方案商可将核心算法存放到此区域，以达到保护的功能，其余空白程序区可以提供给终端商客户进行二次开发。安全库区划分为唯读区(SLIB_READ_ONLY)及指令区(SLIB_INSTRUCTION)，并可选择部分或是整个安全库区存放唯读区或者指令区。唯读安全库区(SLIB_READ_ONLY)的数据能透过I-Code和D-Code总线读取，不能写入。指令安全库区(SLIB_INSTRUCTION)内的程序代码仅能被MCU透过I-Code总线抓取指令(仅能被执行)，不能透过D-Code总线以读取数据的方式读取(包含ISP/ICP/调试模式以及从内部RAM启动的程序)，以读取数据的方式去访问SLIB_INSTRUCTION时，读到的数值全都是0xFF或者0x00。安全库区的程序代码及数据，除非输入正确的密码，否则无法被擦除。在密码不正确时，对安全库区执行写入或擦除，将会在FLASH_STS寄存器的EPPERR位置"1"提出警告。终端用户执行主闪存的整片擦除时，安全库区的程序代码及数据不会被擦除。当安全库区的保护功能被启动后，可以透过在SLIB_PWD_CLR寄存器写入先前设置的密码来解除保护功能。解除安全库区的保护时，芯片将会执行主闪存的整片擦除(包含安全库区的内容)。因此即使软件方案商设置的密码被泄漏，也不会有程序代码外泄的疑虑。

操作安全库区

详细操作请参考《AN0120_AT32F425_Security_Library_Application_Note》，该应用笔记可从雅特力科技官方网站→技术与开发支持→AP Note→AN0120获取。

关于雅特力

雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推动全球市场32位微控制器(MCU)创新趋势的芯片设计公司，专注于ARM ®Cortex®-M4/M0+的32位微控制器研发与创新，全系列采用55nm先进工艺及ARM® Cortex®-M4高效能或M0+低功耗内核，缔造M4业界最高主频288MHz运算效能，并支持工业级别芯片工作温度范围（-40°~105°）。雅特力目前已累积相当多元的终端产品成功案例：如微型打印机、扫地机、光流无人机、热成像仪、激光雷达、工业缝纫机、伺服驱控、电竞周边市场、断路器、ADAS、T-BOX、数字电源、电动工具等终端设备应用，广泛地覆盖5G、物联网、消费、商务及工控等领域。