STM32有这么难学吗？这些工具可以帮大忙

STM32的相关开发工作可以方便很多，这里对此做一个简单的分享，没有用过的同学可以对此有一个初步的了解。

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• STM32Cube Ecosystem
• CubeMX
• CubeIDE
• CubeProg
• CubeIDE进行开发
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  • STM32CubeIDE Home
  • 生成工程
  • 程序下载
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• 结语
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STM32Cube Ecosystem

记得我在ST刚推出CubeMX的时候就尝试过，那时候自动生成的外设初始化代码都会有一些小错误，现在，随着这套系统的迭代升级，Cube生态也越来越完善，并且使用也越来越方便。

ST推出的STM32Cube Ecosystem提供了免费整套的开发软件工具和嵌入式软件包，其中可以从芯片的外设配置，程序开发，程序下载以及系统监视一系列的功能。如下图所示；

STM32Cube Ecosystem

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• STM32 CubeMX 几乎STM32的设备都可以使用这个工具初始化配置代码，这个是基于Java开发的图形化界面配置软件，可以为​​Cortex-M​​自动生成需要配置的​​C​​代码，还可以为支持​​Linux​​系统的​​Cortex-A​​内核生成设备树。
• STM32 CubeIDE  这是一款ST推出的免费的集成开发环境，基于Eclipse和GNU C/C++ 等开源工具链，可以编译调试代码，并且官方也将​​STM32 CubeMX​​集成到​​IDE​​中，这样整个软件的配置和开发变得浑然一体，便捷非常。
• STM32CubeProgrammer 软件编程工具，支持（JTAG，SWD，UART，USB DFU，I2C，SPI，CAN）等方式对设备和外部存储器进行读写。
• STM32CubeMonitor 系列工具。强大的监视工具可帮助开发人员实时微调其应用程序的行为和性能，这个目前还没有尝试，暂且先相信官方的自夸吧。
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所以使用以上的ST Cube全家桶进行STM32的软件开发，还是有不少坑要在实践过程中慢慢爬，整体的一个流程基本如下；

开发流程

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• 第一步：使用 ​​CubeMX​​初始化相应的芯片外设功能等等；
• 第二步：使用​​CubeIDE​​进行代码编辑调试等操作，当然，如果你喜欢也可以使用​​IAR​​，​​Keil​​，或者​​VSCode​​，这个完全出自个人喜好和习惯，但是据说​​CubeIDE​​里集成了​​CubeMX​​，这个难道不香吗? 加上如果想使用 ​​gcc​​编译器，那也省去了很多配置的麻烦；
• 第三步：使用​​CubeProgrammer​​进行程序烧录，主要是支持的协议多啊，还可以吧，感觉是吹的挺厉害的；
• 第四步：以后可能会出更多的功能插件，目前感觉不是十分必要。
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CubeMX

STM32 CubeMX的安装，十分简单，不过下载需要提交邮箱，基本根据系统提示就可以完成，另外，STM32 CubeMX目前自动生成的代码支持官方的HAL库和LL库，像以前笔者常用的标准外设库就已经被​​ST​​​抛弃了，最新的STM32F7已经不支持标准外设库了。同时，CubeMX初始化生成C代码项目，最终的工程可以符合​​IAR​​​，​​Keil MDK​​​和​​GCC​​​，所以这里相对来说比较方便，不用对着手册撸寄存器了，也不用对着官方标准外设库​​demo​​进行移植，真的是哪里不会点哪里。

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• HAL库的封装相对来说好一点，但是代码读起来相对比较冗杂，通用性和移植性好，符合软件工程的设计思想，那么会牺牲一点效率了。
• LL库会再底层一点，这几个的选择还是看个人喜好和团队的需要了。
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CubeIDE

在官网下载​​CubeIDE​​​这个软件并安装，假设你已经成功安装并打开了软件，会看到；

​​CubeIDE​​​已经集成了​​CubeMX​​​了，新建​​STM32​​工程，step by step即可快速开始了。

CubeProg

整体看了一下 STM32 CubeProg 的介绍，其实有点还是可以的，首先这个软件支持多平台如：Windows, Linux, macOS等等，Java 进行开发的有点，这一系列差不多都是用​​Java​​​开发的，另外可能对​​st-link​​​的支持比较好，如果使用​​jlink​​​的话，用个​​openocd​​也无妨，但是毕竟是套装，下面简单罗列一下；

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• 支持擦除，读写​​Flash​​等等操作；
• 支持​​Motorola S19​​, ​​HEX​​, ​​ELF​​ 和 二进制格式；
• ​​ST-LINK​​的固件升级；
• 多平台：​​Windows​​, ​​Linux​​, ​​macOS​​，其实就看好这一点；
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CubeIDE进行开发

使用STM32CubeIDE快速创建STM32的HAL库工程。

STM32CubeIDE Home

进入到官网的下载界面，选择符合对应的操作系统和对应的版本，下载安装，下载界面如下图所示；

下载界面

地址：https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubeide.html

安装完成之后，打开STM32CubeIDE会直接进入主页，这里开始创建STM32工程或者导入工程，如下图所示；

​​Read STM32CubeIDE Documentation​​有大量的官方文档；可以快速入门，包括；

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• 安装教程；
• 用户手册；
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生成工程

设置工程名称和路径之后就基本完成工程的创建了，具体如下图所示；

创建工程

在此期间可能会联机下载库文件和相应​​MCU​​的外设文件，这里要保持网络畅通，并耐心等待；

成功创建工程之后，如下图所示；

在这里插入图片描述

可以看到左边是​​HAL​​​库，右边是​​CubeMAX​​的配置界面，至此已经完成了工程的生成了，那么下一步进行进行编译和下载。

另外在文件列表中可以看到TEST.ioc文件，这是CubeMAX的配置文件，相当于一些软件的​​ini​​文件，CubeMAX主要通过读写该文件将设备的配置保存和加载的软件中，直接用文本编辑器打开可以看到具体的信息如下所示；

#MicroXplorer Configuration settings - do not modify
FREERTOS.IPParameters=Tasks01
FREERTOS.Tasks01=defaultTask,0,128,StartDefaultTask,Default,NULL
File.Version=6
KeepUserPlacement=false
Mcu.Family=STM32F1
Mcu.IP0=FREERTOS
Mcu.IP1=NVIC
Mcu.IP2=RCC
Mcu.IP3=SYS
Mcu.IPNb=4
Mcu.Name=STM32F103Z(C-D-E)Tx
Mcu.Package=LQFP144
Mcu.Pin0=VP_FREERTOS_VS_CMSIS_V1
Mcu.Pin1=VP_SYS_VS_ND
Mcu.Pin2=VP_SYS_VS_Systick
Mcu.PinsNb=3
Mcu.ThirdPartyNb=0
Mcu.UserConstants=
Mcu.UserName=STM32F103ZETx
MxCube.Version=5.3.0
MxDb.Version=DB.5.0.30
NVIC.BusFault_IRQn=true\:0\:0\:false\:false\:true\:false\:false\:false
NVIC.DebugMonitor_IRQn=true\:0\:0\:false\:false\:true\:false\:false\:false
NVIC.HardFault_IRQn=true\:0\:0\:false\:false\:true\:false\:false\:false
NVIC.MemoryManagement_IRQn=true\:0\:0\:false\:false\:true\:false\:false\:false
NVIC.NonMaskableInt_IRQn=true\:0\:0\:false\:false\:true\:false\:false\:false
NVIC.PendSV_IRQn=true\:15\:0\:false\:false\:false\:true\:false\:false
NVIC.PriorityGroup=NVIC_PRIORITYGROUP_4
NVIC.SVCall_IRQn=true\:0\:0\:false\:false\:false\:false\:false\:false
NVIC.SysTick_IRQn=true\:15\:0\:false\:false\:true\:true\:false\:true
NVIC.UsageFault_IRQn=true\:0\:0\:false\:false\:true\:false\:false\:false
PCC.Checker=false
PCC.Line=STM32F103
PCC.MCU=STM32F103Z(C-D-E)Tx
PCC.PartNumber=STM32F103ZETx
PCC.Seq0=0
PCC.Series=STM32F1
PCC.Temperature=25
PCC.Vdd=3.3
PinOutPanel.RotationAngle=0
ProjectManager.AskForMigrate=true
ProjectManager.BackupPrevious=false
ProjectManager.CompilerOptimize=6
ProjectManager.ComputerToolchain=false
ProjectManager.CoupleFile=false
ProjectManager.CustomerFirmwarePackage=
ProjectManager.DefaultFWLocation=true
ProjectManager.DeletePrevious=true
ProjectManager.DeviceId=STM32F103ZETx
ProjectManager.FirmwarePackage=STM32Cube FW_F1 V1.8.0
ProjectManager.FreePins=false
ProjectManager.HalAssertFull=false
ProjectManager.HeapSize=0x200
ProjectManager.KeepUserCode=true
ProjectManager.LastFirmware=true
ProjectManager.LibraryCopy=1
ProjectManager.MainLocation=Src
ProjectManager.NoMain=false
ProjectManager.PreviousToolchain=
ProjectManager.ProjectBuild=false
ProjectManager.ProjectFileName=TEST.ioc
ProjectManager.ProjectName=TEST
ProjectManager.StackSize=0x400
ProjectManager.TargetToolchain=STM32CubeIDE
ProjectManager.ToolChainLocation=
ProjectManager.UnderRoot=true
ProjectManager.functionlistsort=1-SystemClock_Config-RCC-false-HAL-false
RCC.APB1Freq_Value=8000000
RCC.APB2Freq_Value=8000000
RCC.FamilyName=M
RCC.IPParameters=APB1Freq_Value,APB2Freq_Value,FamilyName,PLLCLKFreq_Value,PLLMCOFreq_Value,TimSysFreq_Value
RCC.PLLCLKFreq_Value=8000000
RCC.PLLMCOFreq_Value=4000000
RCC.TimSysFreq_Value=8000000
VP_FREERTOS_VS_CMSIS_V1.Mode=CMSIS_V1
VP_FREERTOS_VS_CMSIS_V1.Signal=FREERTOS_VS_CMSIS_V1
VP_SYS_VS_ND.Mode=No_Debug
VP_SYS_VS_ND.Signal=SYS_VS_ND
VP_SYS_VS_Systick.Mode=SysTick
VP_SYS_VS_Systick.Signal=SYS_VS_Systick
board=custom
isbadioc=false

这个不用太关心，因为可以通过图形化界面去配置，软件会自动修改这个配置文件的。

程序下载

可以在工具栏直接点击锤子

build

快速进行构建，最终会自动生成​​elf​​​的文件，也就是仿真器可以烧录的文件；然后可以在窗口直接查看​​Build​​的信息，包括报错等等，具体如下；

12:52:59 **** Incremental Build of configuration Debug for project TEST ****
make -j4 all 
arm-none-eabi-gcc "../Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/Src/stm32f1xx_hal_cortex.c" -mcpu=cortex-m3 -std=gnu11 -g3 -DSTM32F103xE -DUSE_HAL_DRIVER -DDEBUG -c -I../Inc -I../Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F1xx/Include -I../Drivers/CMSIS/Include -I../Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/Inc/Legacy -I../Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/Inc -O0 -ffunction-sections -fdata-sections -Wall -fstack-usage -MMD -MP -MF"Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/Src/stm32f1xx_hal_cortex.d" -MT"Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/Src/stm32f1xx_hal_cortex.o" --specs=nano.specs -mfloat-abi=soft -mthumb -o "Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/Src/stm32f1xx_hal_cortex.o"
...
Finished building target: TEST.elf
 
arm-none-eabi-objdump -h -S  TEST.elf  > "TEST.list"
arm-none-eabi-size   TEST.elf 
   text    data     bss     dec     hex filename
   3860      20    8228   12108    2f4c TEST.elf
Finished building: default.size.stdout

---

点击工具栏的虫子图标

debug

进行调试；

工具栏

在菜单栏​​Run​​​选项中找到​​Debug Configuratons​​​，如下图所示，配置调试用的仿真器和接口方式，最后点击​​Debug​​​即可将​​TEST.elf​​下载到target中。

调试器配置

成功开始调试之后，如下图所示；

开始调试

结语

对于Cube进行了简单的学习和介绍，目前还有不少坑要爬，建议看一下​​HAL​​​的封装，有必要​​LL​​​也可以看看，基本上还是符合CMSIS那套标准。另外关于开发环境，如果需要使用​​CubeIDE​​​进行开发，它已经集成了​​CubeMAX​​​，则无需另外下载了，直接一站式服务搞定，如果只需要生成初始化代码，那么​​CubeMAX​​还是有必要单独装一下的。

—— The End ——