stm32f103用stmcubemx编译 stm32编译器

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mob6454cc63af5e 2024-03-27 12:01:27

摘要：

继上节介绍完stm32的开发流程和文本编辑工具之后，本节将介绍工具链中最重要的两个工具：编译器和下载器。

一、编译器

百度百科对编译器的解释：编译器就是将“一种语言（通常为高级语言）”翻译为“另一种语言（通常为低级语言）”的程序。一个现代编译器的主要工作流程：源代码 (source code) → 预处理器 (preprocessor) → 编译器 (compiler) → 目标代码 (object code) → 链接器 (Linker) → 可执行程序 (executables)
编译器的工作流程很多，但对于使用者来讲关键的步骤可以归纳为两个，分别是【编译】和【链接】。

编译：对于当前应用场景来讲就是将C语言源文件或者STM32汇编文件编译为对应平台的二进制代码，编译器通过接收特定格式的参数来控制编译过程，比如可以设置目标平台、预定义宏、指定头文件搜索路径、优化等级等。编译器也会自带一些经常用到的库，比如abs函数，strcmp函数等以方便开发。
链接：在一个STM32工程中，往往有许多C源文件，在编译时并不是一股脑塞给编译器，而是一个文件一个文件的编译，然后通过链接器链接起来成为最终的输出文件。
例如函数foo在a.c中定义，在b.c中使用foo函数，在编译b.c时编译器找不到foo函数的定义也不会报错，而是将其作为一个符号接口记录下来，在链接时连接器负责匹配写符号接口，寻找foo函数的定义，然后将foo的符号接口和定义关联起来，如果找不到foo的定义，则链接器会报错。
上面是关于编译和链接的简要介绍，实际上编译和链接涉及到的知识非常多，如果读者有兴趣研究，可参考《程序员的自我修养：链接、装载与库》这本书。
编译链接过程如下图

1、arm-gcc下载、安装和使用

本文选用arm-gcc作为编译工具，与vim一样，接触过Linux的读者对gcc的名字也不会陌生，gcc本身是PC平台的编译器，但后来有人在gcc的基础上将其改造为了可编译ARM平台代码的编译器。

下载

arm-gcc可直接在ARM官网获取【ARM官网】
如果官网下载慢，可以去下面的百度网盘链接下载
链接：https://pan.baidu.com/s/1OFFcCGsA-pFH4ns0f5Ecxg
提取码：mri7

安装

arm-gcc安装比较简单，双击按照提示走就行了。
安装完成后会弹出如下界面，记得勾选“Add path environment variable”这一项，这样windows系统能正确找到arm-gcc的位置。

stm32f103用stmcubemx编译 stm32编译器_官网

安装完成后验证，按win+r，然后输入cmd+回车，呼出控制台（win是键盘上印着windows的logo的按键），然后输入arm-none-eabi-gcc回车，如果出现以下输出则表示安装成功。

stm32f103用stmcubemx编译 stm32编译器_单片机_02

使用

本段简要介绍arm-gcc的使用方法，编写一个测试文件让arm-gcc编译，但由于目标平台是ARM，因此生成的文件不能在电脑上运行，仅作为概念性示范。

新建文件夹test，打开vscode，在vscode中选择打开文件夹，打开test文件夹。并新建test.c文件
在test.c中输入以下代码，这个代码不实现任何功能，仅作为测试

void test(void)
{
	int i;
	for(i=0;i<100;i++)
	{
	
	}
}

打开vscode终端（终端->新终端），在终端中输入以下内容

arm-none-eabi-gcc -S test.c  -mcpu=cortex-m3  -o test.s

#编译选项
-S	指定编译器只生成汇编代码
test.c 输入文件
-mcpu=cortex-m3	指定目标平台为cortex-m3，即stm32f103的内核
-o test.s  指定输出文件的名字为test.s

回车后能看到编译生成的汇编代码

stm32f103用stmcubemx编译 stm32编译器_配置文件_03

示例中并没有main函数，这是因为编译阶段并不检查函数是否有定义，这步工作会在链接时完成。

2、openocd下载、安装和使用

有了编译器，还需要能将生成的二进制文件下载（烧写）到stm32的工具，这里的工具有两个，一个是硬件下载器，如stlink、jlink、cmsis-sap等，软件工具就是这里介绍的openocd。
关于openocd更详细的介绍->【openocd介绍】

安装

openocd可在其官网直接下载。【OPENOCD官网】
openocd是免安装的，下载后解压到一个目录下，然后将这个目录中的bin或bin-x64文件夹添加到环境变量中，目录路径最好不要带中文。【windows怎么添加环境变量】
例如我的openocd解压到了E:\openocd-0.10.0这个目录下，并且我的电脑是64位的，我的环境变量设置如下图

stm32f103用stmcubemx编译 stm32编译器_配置文件_04

验证

打开控制台，在控制台中输入openocd并回车，如果出现以下结果表明openocd安装成功，否则请检查你的环境变量是否设置正确。

stm32f103用stmcubemx编译 stm32编译器_编译器_05

openocd使用

复制一个keil工程下的二进制文件到上面新建的test目录下，例如我把点亮LED的二进制文件复制到test目录下

stm32f103用stmcubemx编译 stm32编译器_配置文件_06

连接电脑、下载器和开发板，例如我是使用stlink+stm32f103

stm32f103用stmcubemx编译 stm32编译器_单片机_07

在上面的vscode终端中输入以下指令

openocd -f interface/stlink-v2.cfg  -f target/stm32f1x.cfg -c init -c halt -c "flash write_image erase LED_project.hex" -c reset -c shutdown

-f interface/stlink-v2.cfg 是下载器配置文件，这个文件在openocd安装目录scripts/interface目录下有，如果你使用的是其他下载器，需要更换成对应的配置文件
-f target/stm32f1x.cfg 是目标配置文件，同样在openocd安装目录scripts/target下有，如果要烧录stm32f4或者其他单片机，需要更换对应的配置文件
-c init 初始化
-c halt 挂起CPU，openocd在下载前需要先挂起停止CPU
-c "flash write_image erase LED_project.hex" 指定下载文件，这里的LED_project.hex就是前面复制过来的LED程序。
-c reset 复位CPU，运行程序
-c shutdown 关闭退出openocd