Arduino通过USB转TTL无BootLoader（引导程序）烧录程序的两种办法
# Arduino通过USB转TTL无BootLoader（引导程序）烧录程序的两种办法## 注意
（这个实验室基于stm32duino的，avr单片机并不直接通用，不过如果你准备尝试使用串口来给avr单片机（*就是Arduino官方出的几款Arduino*）烧录Arduino的BootLoader，建议直接放弃因为avr单片机并不支持直接使用串口上传程序，而且Arduino的BootLoader好像目的也就是让Arduino能够直接串口烧录程序。
*也就是说你不能在没有BootLoader的情况下烧录avr-Arduino的BootLoader，而当你可以用串口给avr-Arduino烧录BootLoader时就说明你已经有BootLoader了，可以不用再烧录一次了*）
## 于BootLoader的废话
因为准备参加电赛，想着如果比赛可以用Arduino或许会方便很多，所以准备研究一下Arduino的底层程序，学习一下如何把随便一块芯片都能做成Arduino来开发。不过这篇帖子和此并没有太大关系，只是属于机缘巧合做的一个小实验而已，对于已知BootLoader的原理或者想自己写BootLoader的朋友并无太大帮助。
最开始初学的时候，买了一块nano板，结果在我准备做点骚操作的时候（具体忘了做了啥了，好像是写错了个指针？），它被我搞废了，烧录不了程序。然后各种查资料，怀疑是BootLoader的问题，需要重新烧BootLoader。（事实上现在我也不知道具体是不是真的，因为拖延症导致我很久没去碰这块板子，现在不知道扔哪去了。而且当时没有记录的习惯，这个世界又多了个未解之谜）
当时我并不清除BootLoader是个什么东西，毕竟年轻的我看见hardware文件夹里那一堆文件就头（tuo）疼（yan），但是总体印象大概就是Arduino的便捷和这玩意有很大关系。然后在我脑海中Arduino不能没有BootLoader这个想法就形成了，于是这次准备把MSP430做成Arduino的时候我就想到了是不是要烧BootLoader？但是打开官方给出的energia软件，在其目录下并未发现BootLoader的文件，而且软件也没有给出烧录引导程序这一选项，所以我对我的认知产生了一丝丝怀疑。
于是，我选择再搜索一下BootLoader到底是什么，[百度的解释](https://baike.baidu.com/item/BootLoader/8733520?fr=aladdin)是可以把它当做一个启动引导程序，但是感觉这种解释有点抽象，然后我找到[另外一篇文章](https://www.cnblogs.com/anandexuechengzhangzhilu/p/10719808.html)是说把它当做一个系统，我们的程序就是运行在这个系统的软件，这种说法感觉有一定道理，但是感觉又不是那么对，因为平常如果我们没有BootLoader，我们也可以对普通单片机烧录程序，但是如果软件没了系统，是无法直接在电脑裸机上运行的。但是这个文章还是给了我一定的思路，所以我搜索了一下“如何使用串口给avr烧录程序”，然后我找到了[这个](https://wenku.baidu.com/view/de9810795acfa1c7aa00ccd8.html)。然后结合我目前掌握的知识和已知条件：
1. 每次Arduino在上传程序时都会进行一次复位，我怀疑是为了让Arduino进入BootLoader模式
2. 没有BootLoader的avr单片机不能直接在ArduinoIDE上烧录程序，在如何使用串口给avr烧录程序那篇文章里，提到了需要给avr烧录BootLoader后才可以通过串口给avr直接烧录程序
3. Arduino UNO的原理图中，官方最原版使用了一块atmega16u2，而市面上常见的UNO R3都是使用的一块ch340（USB转串口芯片）来代替，说明BootLoader并没有直接让avr芯片拥有USB功能
4. Arduino Leonardo的原理图就没有使用ch340或是其他芯片，而是直接用USB数据口连接USB接口，而Leonardo和UNO这些的区别在于其芯片atmega32u4可以作为USB设备来识别。
所以我姑且对avr-Arduino的BootLoader进行了这样的推测性理解：**Arduino的BootLoader可以当做一段启动程序，它的作用是让Arduino可以拥有与电脑直接（如Leonardo）（或间接（如UNO）），然后烧录时会把程序发送给BootLoader处理，然后BootLoader将其放到指定的ROM地址作为起始地址。在烧录结束后，芯片将从BootLoader部分跳到程序部分。而普通使用时，因为没有复位进入烧录这一行为，BootLoader会被直接运行到底然后跳到真正程序起始位。如果不烧录BootLoader，可以节省出BootLoader的内存空间，但是需要比较麻烦的接线方式（如JTAG，ISP之类）**
当然以上为我的个人推理猜测，目前太忙（tuo）还没有专门系统地学习这一块知识（内容感觉太杂不确定学习路线，有点东学点西学点的样子，如果有大佬能够指导一下方向就太好了），如果有错误非常欢迎指正。
然后以下才进入正文……
## 通过ArduinoIDE的Serial模式烧录
因为没有找到MSP430的引导程序，而avr的引导程序又需要烧熔丝，和我的目的（研究msp430的Arduino）有比较大的差别，所以我选择了stm32来做测试。
用的是stm32f103c8t6的小蓝板（blue pill），大概步骤为：
1. ArduinoIDE安装开发板：http://dan.drown.org/stm32duino/package_STM32duino_index.json
2. stm32f103c8t6调整好boot引脚，连接usb转ttl，然后连接电脑
3. 随便写个程序，注意引脚名称修改，我这里使用了blink例程，把引脚改为了PC13
```c++
void setup() {
pinMode(PC13, OUTPUT);
}
void loop() {
digitalWrite(PC13, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
delay(1000); // wait for a second
digitalWrite(PC13, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW
delay(1000); // wait for a second
}
```
4. 选择好板子、端口，然后选择烧录模式为serial
5. 点击上传即可
详细步骤请参考帖子：http://www.elecfans.com/d/1002467.html
## 通过二进制文件烧录
这个方法需要下载软件，软件使用时只需要一路点next即可，不懂的地方直接用翻译软件翻译一下就懂了，stm32的二进制烧录方式具体步骤可以参考这个帖子：https://www.cnblogs.com/wangguchao/p/7308657.html
而Arduino的二进制文件可以通过ArduinoIDE的项目-导出二进制文件获取，会导出到工作文件夹下。
## 总结
这个帖子其实就是做个思路引导，同时也是自己的学习笔记，如果需要烧录stm32的Arduino程序，在暂时不知道BootLoader原理或怎么写的情况下，可以用这种方式凑合着下载，而同理，avr可以用isp或jtag，msp430用jtag或sbw或bsl来下载。不过最好再深入学习一下吧……
以上内容如有错误或遗漏，欢迎指正！ 学习了。esp8266似乎就不需要bootloader
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