# ESP32-Debugger **Repository Path**: mgod_wu/ESP32-Debugger ## Basic Information - **Project Name**: ESP32-Debugger - **Description**: 基于立创ESP32S3R8N8开发板制作的DAPLink调试器，接收机支持有线/无线调试，支持单端/双端无线下载，支持SWD/JTAG等协议，支持虚拟串口，可同时进行仿真调试和串口输出 - **Primary Language**: C - **License**: Apache-2.0 - **Default Branch**: main - **Homepage**: None - **GVP Project**: No ## Statistics - **Stars**: 2 - **Forks**: 2 - **Created**: 2024-12-26 - **Last Updated**: 2026-01-23 ## Categories & Tags **Categories**: Uncategorized **Tags**: None ## README > 代码基于ESP-IDF v5.x开发，Keil工程基于MDK-ARM v5.29开发，其他版本未测试 > 本项目基于MIT协议开源，欢迎大家使用和转载，转载请注明出处 > [toc] ## B站演示视频：[【（开源）基于ESP32S3立创开发板的多功能调试器（STM32 / ESP32 / Arduino调试和烧录）】 ](https://www.bilibili.com/video/BV1NECJYyEaa/?share_source=copy_web&vd_source=be68408916a9ed6715c50a7c23ca43b6) ## 项目简介 1. 接收机基于立创ESP32S3R8N8开发板制作，可独立运行，也可搭配发送机运行，接收机可以搭配发送机实现即插即用，无需上位机和WIFI，即可远程调试和开发 2. 接收机支持支持SWD和JTAG协议，支持 OpenOCD/pyOCD，支持虚拟串口，可同时进行仿真调试和串口收发 3. 接收机支持有线调试和无线调试的切换，通过MODE按钮长按进行模式切换 4. 接收机内置Web服务，可通过访问接收机IP来实现简单的WebSerial调试 5. 接收机支持向目标板供电（5V、3.3V），以及从目标板取电（5V、3.3V）两种方式进行工作 6. 接收机带状态指示灯，可提示当前调试模式，WIFI信号强度等 7. 烧录速度大于10KB/s，串口通信波特率可设置1M及以上 8. 接收机支持使用串口给Arduino等设备烧录固件，支持Arduino的串口烧录协议 ## 实物展示 | 实物正面图 | 实物背面图 | | ------------------------------------------------------------ | ------------------------------------------------------------ | | ![image.png](https://s2.loli.net/2024/12/26/wzZGtRl8cUykuiV.png) | ![image.png](https://s2.loli.net/2024/12/26/nH9Kz3bPpoE5j1t.png) | ![image.png](https://s2.loli.net/2024/12/28/LgR4Dh1bEVaHliz.png) ![image.png](https://s2.loli.net/2024/12/28/4RIGVT9Yo8E71xQ.png) ## 原理解析（硬件说明） ![image.png](https://s2.loli.net/2024/12/28/koZUXGyHmlCquiY.png) ​ 本项目的发送端硬件由**CH554G单片机**和**ESP12F无线模块**组成。CH554G 是一款兼容 MCS51 指令集并支持 USB 2.0 的高性能单片机，主要负责与PC端进行USB 通信。通过USB连接PC，生成 **CMSIS DAP调试设备**和**CDC 虚拟串口设备**，提供调试和串口通信功能。同时，CH554G通过UART与ESP12F无线模块连接。ESP12F 负责**创建无线热点（AP）**并**搭建 TCP 服务器**，等待接收端设备连接，从而实现数据的**无线透传**功能，**CHECK信号线**用于判断是否与**接收机建立连接**。**SY6280AAC**用于**防止意外过压**或**过流**导致的电路损坏，保障系统的安全性和稳定性，限流大小为**I(A)=6800/R2=1A**。 ![image.png](https://s2.loli.net/2024/12/28/4kfuOjyUmSr59M6.png) ​ 接收端硬件主要由立创**ESP32S3R8N8 开发板**构成，通过移植 **DAPLink** 代码实现 **CMSIS-DAP** 功能，用于支持 **SWD** 和 **JTAG** 协议的调试功能。在有线调试模式下，基于**TinyUSB框架**实现USB通信功能，其中 **CMSIS-DAP** 设备和 **CDC 虚拟串口**设备通过TinyUSB的**HID**和**CDC**模块完成初始化和数据传输，支持在PC端的 Keil 环境中进行调试和串口通信。 ​ 同时，接收机还实现了无线调试功能，利用 ESP32S3内置的**Wi-Fi模块**，连接到发送端创建的AP热点，并与**TCP服务器**建立连接，实现**无线数据传输**，从而支持无线下载调试和串口透传。 ​ 此外，接收端还支持**独立运行**，通过连接到与PC端相同的Wi-Fi网络，在局域网内与PC端建立连接，结合**USBIP技术栈**（通过网络远程共享和访问USB设备的一种技术)，可以实现**远程调试**和**串口透传**功能，也能结合**elaphureLink上位机**实现快速的连接和keil的远程下载调试。 ## 软件烧录 ### 发送机烧录 ​ 1.发送端需要烧录ESP12F和CH554G的固件，CH554G需要使用`WCHISPTool_Setup`烧录工具进行烧录，如果是全新的CH554G，默认插上电脑的USB，上电就会进入Boot模式，此时可以通过工具进行识别和烧录，如果是已经烧录过的CH554G则需要短接U2旁边的触点，然后插上电脑上电，才能通过工具进行烧录，烧录固件为`firmware/ch554.hex` ![image.png](https://s2.loli.net/2024/12/28/yT97SnLgr5a3QFd.png) ![ch554烧录.png](https://s2.loli.net/2024/12/28/gyjr7MlznAbqHk1.png) ​ ESP12F烧录通过引出来的串口接口进行烧录，需要用一个USB转TTL下载工具，使用乐鑫官方下载工具flash_download_tool进行烧录，长按BOOT按钮，然后短按RST按钮，松开BOOT按钮即可进入ESP12F的下载模式 ![image.png](https://s2.loli.net/2024/12/28/vukFdoOS3bI45ap.png) ​ `flash_download_tool`选择ESP8266, 然后选择固件`firmware/ESP12F.ion.bin`进行烧录，如果点击开始后没反应，先判断一下串口是否连接对了，再判断一下ESP12F是否进入的下载模式 ![image.png](https://s2.loli.net/2024/12/28/R4Vw2f57mdxn8Sz.png) ![image.png](https://s2.loli.net/2024/12/28/UckjDYhKpI7V5aN.png) ​ 烧录完成后，重新接入电脑，发送机就可以正常使用了，此时ESP12F会生成一个AP热点，热点名称：`MGodmonkey`,密码：`1234567890`（后续会考虑给ESP12F添加OTA更新的功能，让其烧录一次代码就能无限远程更新） ### 接收机烧录 ​ 接收机的固件有两种，一个是搭配USBIP技术栈独立使用的单机模式固件，一个是搭配发送机使用的双机模式固件，两种固件下载方式都是一样的。 `flash_download_tool`选择ESP32S3, LoadMode选择UART,ESP32S3立创开发板连接电脑后会生成两个串口，一个是USB-OTG的USB串行设备，一个是连接CH340K的串口设备，选择第二个串口进行烧录即可 ![image.png](https://s2.loli.net/2024/12/28/McdFfE2PTIDJiw6.png) ![image.png](https://s2.loli.net/2024/12/28/EiWpcG6F7N91g5U.png) ​ `flash_download_tool`的分区设置要严格按照图中的进行设置，否则可能会出错，烧录的固件在`firmware/Single_Mode`或`firmware/Double_Mode`中 | 文件 | 索引 | | :------------------: | :-----: | | bootloader.bin | 0x0 | | ESP32_DAPLink.bin | 0x20000 | | partition-table.bin | 0x8000 | | ota_data_initial.bin | 0xf000 | ![image.png](https://s2.loli.net/2024/12/28/ihU3aqr2VmMSzYP.png) ## 外壳说明 发送机的外壳可以在淘宝上买到公版的电流计亚克力外壳来使用： https://item.taobao.com/item.htm?_u=l2otn78942e7&id=536932505082&spm=a1z09.2.0.0.6b752e8dQAsOIG ## 接线方式 根据接收机上的引脚进行接线 SW协议接线： | 符号 | 对应引脚 | | :---: | :------: | | 3V3 | 3V3 | | GND | GND | | SWDIO | DIO | | SWCLK | CLK | JTAG协议接线： | 符号 | 对应引脚 | | :----: | :-----------: | | 3V3 | 3V3 | | GND | GND | | TMS | DIO | | TCK | CLK | | TDI | TDI | | TDO | TDO | | nRESET | RST（可不接） | UART接线： | 符号 | 对应引脚 | | :--: | :------: | | TXD | TXD | | RXD | RXD | ## 指示灯说明 | 指示灯 | 状态 | | :---------: | :---------------------: | | 橙色呼吸 | 启动中 | | 橙色闪烁2次 | 模式切换中 | | 紫色常亮 | 有线模式 | | 红色常亮 | 等待连接WIFI / 启动错误 | | 绿色常亮 | 连接WIFI成功并信号很好 | | 绿色呼吸 | 连接WIFI成功并信号一般 | | 红色闪烁 | 连接WIFI成功并信号较差 | ## 使用步骤 > **Keil MDK-ARM**版本需要**5.29**及以上版本，其他软件暂未测试 ### 单接收机使用 1. 有线模式（SWD/JTAG） 有线模式下直接连接usb到电脑上即可，另一边通过SWD/JATG连接待调试的设备，启动成功后会在电脑上生成一个U盘，这是DAPLink的特性（但离线文件下载功能还没实现，，，所以暂时还不能通过传固件文件到u盘上来实现自动烧录），同时会生成一个虚拟串口 ![image-20241226102833534](https://s2.loli.net/2024/12/26/Uo6TWyah1gb9IjK.png) ​ 此时打开keil工程，点击魔法棒->debug->Use选择CMSIS-DAP Debugger->点击Settings后即可看到设备信息，值得说明的是，JTAG协议下有个小bug，就是有时会显示**SWD/JTAG Communication Failure**，此时**Max Clock**设置为**5MHz或低于10MHz下的任意频率**即可，然后就能正常显示设备了，此时也能正常切换回10MHz下的频率进行使用了（应该是软件代码问题，暂未找到bug原因） ![image-20241226105423465](https://s2.loli.net/2024/12/26/ys2CLgI5wqN6ATO.png) ![image-20241226105525512](https://s2.loli.net/2024/12/26/TwOAsYEFjR5Vdea.png) 2. 有线模式（UART） 串口支持接收发，支持在SWD/JTAG调试下一起使用，串口频率可以任意设置，可设置到超过1M波特率 ![xx](https://s2.loli.net/2024/12/26/DakEGTxO7YnszwA.gif) 3.无线模式(SWD/JTAG) ​ 单机无线模式下keil需要搭配开源上位机`elaphureLink`（`elaphureLink`不支持JTAG协议）或者USBIP（支持SWD/JTAG协议）来使用。双击`elaphureLink.Wpf.exe`打开软件，第一次使用需要安装keil驱动，由于代码已经设置好了mDNS，因此无需知道设备IP也可直接连接 ![image-20241226112001788](https://s2.loli.net/2024/12/26/nx961E3BStyPe5u.png) ​ 打开keil工程，点击魔法棒->debug->Use选择CMSIS-DAP Debugger->点击Settings后即可看到设备信息 ![image-20241226112242339](https://s2.loli.net/2024/12/26/4Z9JnO3wAm6TxQI.png) ​ USBIP使用需要知道提前ESP32S3的IP地址，并且与ESP32S3同一网络下，有线连接开发板，串口助手连接CH340K开头的设备串口即可看到ESP32S3的串口调试信息，成功连接WIFI后会显示IP地址，一般情况下这个IP不会改变，如果家里设备情况多的话，路由器可能会给其重新分配一个IP，此时就需要重新获取了 ![image-20241226112746854](https://s2.loli.net/2024/12/26/mqrjMYTUdL1lK2g.png) ​ **cmd终端**中输入`.\usbip.exe attach -r 设备IP -b 1-1`即可连接设备并且在设备管理器中即可看到生成的**无线CMSIS-DAP**，打开keil工程，点击魔法棒->debug->Use选择CMSIS-DAP Debugger->点击Settings后即可看到设备信息 ![xxx](https://s2.loli.net/2024/12/26/IsiVUwolGePtOSq.gif) ![image-20241226113735096](https://s2.loli.net/2024/12/26/CWq7j81aJxs9zuL.png) 4.无线模式(UART) 无线串口传输跟有线串口传输功能是一样的，不过接收机内置了一个Web服务，可以通过访问ESP32S3的IP地址来使用**WebSerial**功能，在网页上发送数据到接收机的串口中 ![image.png](https://s2.loli.net/2024/12/28/OTc4wLfKuZHihW1.png) ### 搭配发送机使用 > 发送机能实现单接收机的所有功能，只不过接收机自带WIFI，无需上位机和局域网，通过ESP12F与ESP32S3的WIFI模块进行通信，实现远程下载调试和串口传输 > ## WIFI配置说明 ### 默认WIFI配置 接收机的WIFI配置位于 `main/include/wifi_configuration.h` 文件中，默认预置了3个WIFI信息： 1. 发送机AP热点 (默认优先级最高) - SSID: `MGodmonkey` - 密码: `1234567890` 2. 备用热点 - SSID: `DAP` - 密码: `12345678` 3. 实验室网络 - SSID: `INSS-Lab_2.4G` - 密码: `G-STAR1211` ### 使用说明 - 接收机会按顺序尝试连接配置文件中的WIFI - 单机模式使用时，需要确保能连接到其中一个WIFI - 可以通过以下方式添加自己的WIFI ## 注意事项 * 如果仅需要单机使用，直接打样接收机的板子即可 * 单机模式需要搭配`elaphureLink`或`usbip`来使用 * 接收机3D外壳底座的按键部分打印出来需要轻轻的向外掰，注意是轻轻的哦 ## 总结 > 该项目是匆匆忙忙赶工期造出来的，因为本人处于研究生开题阶段，也在忙着找创新点，经历过的应该都知道这个阶段的苦哈，项目基本功能已经实现，但还有很多bug和不足，后续会慢慢补充和完善 > 本项目借鉴了以下优秀的开源项目： > > - [https://github.com/windowsair/wireless-esp8266-dap](https://github.com/windowsair/wireless-esp8266-dap) > - [ttps://oshwhub.com/q837877663/duo-gong-neng-wu-xian-xia-zai-qi](https://oshwhub.com/q837877663/duo-gong-neng-wu-xian-xia-zai-qi) > - []()