|**银杏科技有限公司旗下技术文档发布平台** |||| |技术支持电话|**0379-69926675-801** ||| |技术支持邮件|Gingko@vip.163.com ||| ^ 版本 ^ 日期 ^ 作者 ^ 修改内容 ^ | V0.1 |2020-01-15 | XiaomaGee | 初次建立 | ==== 实验一：认识STM32——环境搭建与调试下载 ==== === 一、 Keil MDK 集成开发环境 === * Keil MDK软件为基于Cortex-M、Cortex-R4、ARM7、ARM9处理器设备提供了一个完整的开发环境。它专为微控制器应用而设计，不仅易学易用，而且功能强大，能够满足大多数苛刻的嵌入式应用。 * 本实验向大家介绍Keil MDK 集成开发环境，利用MDK5软件可以建立一个基于STM32F40X系列的MDK5工程，同时还将向大家介绍MDK5软件的一些使用技巧，希望大家在本实验之后，能够对MDK5这个软件有个比较全面的了解。 == 1. MDK简介 == * MDK源自德国的KEIL公司，是RealView MDK的简称。在全球MDK被超过10万的嵌入式开发工程师使用。目前最新版本为：MDK5.27，该版本使用uVision5 IDE集成开发环境，是目前针对ARM处理器，尤其是Cortex M内核处理器的最佳开发工具。 * MDK5向后兼容MDK4和MDK3等，以前的项目同样可以在MDK5上进行开发，MDK5同时加强了针对Cortex-M微控制器开发的支持，并且对传统的开发模式和界面进行升级，MDK5由两个部分组成：MDK Core和Software Packs。其中， Software Packs可以独立于工具链进行新芯片支持和中间库的升级。如图1.1所示： {{ :icore4t:icore4t_ide_1_1.png?direct |图 1.1MDK的组成}} * 从上图可以看出，MDKCore又分成四个部分：uVision IDE with Editor（编辑器），ARM C/C++ Compiler（编译器），Pack Installer（包安装器），uVision Debugger with Trace（调试跟踪器）。uVision IDE从MDK4.7版本开始就加入了代码提示功能和语法动态检测等实用功能，相对于以往的IDE改进很大。 * Software Packs又分为：Device（芯片支持），CMSIS（ARM Cortex微控制器软件接口标准）和Middleware（中间库）三个小部分，通过包安装器，我们可以安装最新的组件，从而支持新的器件、新的设备驱动库以及最新例程等，加速产品开发进度。MDK5安装包可以在：https://www.keil.com/download/product/下载到 == 2. MDK5安装步骤 == * **（1）**双击下载的MDK517文件进行安装，得到如下对话框，如图2.1所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_2.png?direct |图 2.1}} * 点击Next，出现如下对话框，如图2.2所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_3.png?direct |图 2.2}} * 点击I agree…,然后Next，选择安装路径，这里安装到F盘，如图2.3所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_4.png?direct |图 2.3}} * 填写用户信息，这里可以随意填写，如图2.4所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_5.png?direct |图 2.4}} * 点击Next，进入安装界面，如图 2.5所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_6.png?direct |图 2.5}} * 点击Finish,安装完成，如图 2.6所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_7.jpg?direct |图 2.6}} * **（2）**安装完成之后，需要安装所需要的Pack，MDK会自动弹出Pack Installer界面，点击窗口关闭按钮即可，如图2.7所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_8.png?direct |图 2.7}} * 点击菜单栏File，然后点击License Management选项，如图2.8所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_9.png?direct |图 2.8}} * 输入产品的授权ID并添加许可完成激活（具体激活方法与注册机下载请自行百度），如图2.9所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_10.png?direct |图 2.9}} * **（3）**要让MDK5支持STM32F407的开发，还要安装STM32F4的器件支持包：Keil.STM32F4xx_DFP2.7.0.pack和ARM CMSIS， 也可以到下面的网址去下载:http://www.keil.com/pack/，如图 2.10所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_11.png?direct |图 2.10}} * 点击打开Pack Installer,如图2.11所示 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_12.png?direct |图 2.11}} * 点击菜单栏File，然后点击Import选项，如图2.12所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_13.png?direct |图 2.12}} * 选中下载的文件，并点击打开，耐心等待文件安装，如图2.13所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_14.png?direct |图 2.13}} == 3. 程序下载与调试 == * 本节，我们将向读者介绍STM32F4的代码下载以及调试。这里的调试包括了软件仿真和硬件调试（在线调试）。通过本节的学习，你将了解到： - 利用CMSIS-DAP对STM32F4进行下载 - 利用CMSIS-DAP对STM32F4进行在线调试。 * CMSIS-DAP、JLINK、ULINK、STLINK等工具不仅可以下载代码还可以实时跟踪程序，从而找到你程序中的bug，使开发事半功倍，这里我们以CMSIS-DAP为例，讲解如何下载程序。 * CMSIS-DAP支持JTAG和SWD，同时STM32也支持JTAG和SWD。所以，我们有2种方式可以用来调试，JTAG调试的时候，占用的IO线比较多，而SW调试的时候占用的IO线很少，只需要两根即可。这里我们采用SWD调试。 * 首先，用CMSIS-DAP进行下载与调试，大家要在硬件上，把CMSIS-DAP用USB线连接到电脑USB和板子的SWD接口上。CMSIS-DAP的驱动安装比较简单，安装驱动可以在网上直接下载。在安装了CMSIS-DAP的驱动之后，我们接上CMSIS-DAP，并把SWD口插到STM32开发板上，打开工程，点击打开Options for Target选项卡，在Debug栏选择仿真工具为CMSIS-DAP Debugger，如图3.1所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_15.png?direct |图 3.1 Debug选项卡设置}} * 上图中我们还勾选了Run to main()，该选项选中后，只要点击仿真就会直接运行到main函数，如果没选择这个选项，则会先执行startup_stm32f40_41xxx.s文件的Reset_Handler，再跳到main函数。 * 然后我们点击Settings，设置CMSIS-DAP的一些参数，如图3.2所示： {{ :icore4t:icore4t_ide_1_16.png?direct |图3.2 CMSIS-DAP模式设置}} * 图3.2中，我们使用CMSIS-DAP的SW模式调试，设置SWD的调试速度为10MHz或者5MHz，这里，如果你的USB数据线比较差，那么可能会出问题，此时，你可以通过降低这里的速率来试试。单击确定，完成此部分设置，接下来我们还需要在Utilities选项卡里面设置下载时的目标编程器，如图3.3所示： {{ :icore4t:icore4t_ide_1_17.png?direct |图3.3 FLASH编辑器选择}} * 图3.3中，我们直接勾选Use Debug Driver，即和调试一样，选择CMSIS-DAP来给目标器件的FLASH编程，然后点击Settings，这里MDK5会根据我们新建工程时选择的目标器件，自动设置flash算法。我们使用的是STM32F407IGTx，FLASH容量为1M字节，所以Programming Algorithm里面默认会有1M型号的STM32F4xx FLASH算法。特别提醒：这里的1M flash算法，不仅仅针对1M容量的STM32F4，对于小于1M FLASH的型号，也是采用这个flash算法的。最后，选中Reset and Run选项，以实现在编程后自动运行，其他默认设置即可。设置完成之后，如图3.4所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_18.png?direct |图3.4 编辑设置}} * 在设置完之后，点击OK，然后再点击OK，回到IDE界面，编译一下工程。接下来我们就可以通过CMSIS-DAP下载代码和调试代码。配置好CMSIS-DAP之后，使用CMSIS-DAP下载代码就非常简单，大家只需要点击LOAD按钮就可以进行程序下载。下载完成之后程序就可以直接在开发板执行。如图3.5所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_19.png?direct |图3.5 下载界面 }} === 二、 STM32CubeMX === * STM32CubeMX是一个图形化的软件配置工具，使用图形向导可以生成STM32初始化代码工程。STM32CubeMX这个工具是ST目前重点打造的工具，目的就是为了方便开发者，节约时间，提高开发效率。 * 本实验向大家介绍STM32CubeMX，利用STM32CubeMX软件可以建立一个基于STM32H7系列的工程，同时还将向大家介绍STM32CubeMX软件的一些使用技巧，希望大家在本实验之后，能够对STM32CubeMX这个软件有个比较全面的了解。 == 1.STM32CubeMX简介 == * STM32CubeMX是ST意法半导体的一个图形化的工具，也是配置和初始化C代码生成器（STM32 configuration and initialization C code generation），也就是自动生成开发初期关于芯片相关的一些初始化代码。 * 从下图可以看得出，它包含了STM32所有系列的芯片，包含示例和样本（Examples and demos）、中间组件（Middleware Components）、硬件抽象层（Hardwaree abstraction layer）。如图1.1所示： {{ :icore4t:icore4t_ide_1_20.jpg?direct |图 1.1STM32CubeMX的功能}} * STM32CubeMX的特性如下：1.直观的选择 STM32 微控制器。2.微控制器图形化配置：自动处理引脚冲突，动态设置确定的时钟树，可以动态确定参数设置的外围和中间件模式和初始化，功耗预测。3.C代码工程生成器覆盖了STM32 微控制器初始化编译软件，如IAR、KEIL、GCC。4.可独立使用或作为 Eclipse 插件使用。 * STM32CubeMX集成了一个全面的软件平台，支持STM32每一个系列的MCU开发。这个平台包括 STM32Cube HAL（一个 STM32 的抽象层集成软件，确保STM32 系列最大的移植性）。再加上兼容的一套中间件（RTOS、USB、TCP/IP 和图形），所有内嵌软件组件附带了全套例程。 * STM32CubeMX安装包可以在：https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubemx.html#get-software下载到。 == 2.JAVA JRE安装步骤 == * 由于STM32CubeMX软件是基于JAVA环境运行的，所以需要安装JRE才能使用。STM32CubeMX要求JRE最低版本是1.7.0_45，如果你电脑已安装JRE版本大于1.7.0_45，则可以不用再下载安装。JAVA JRE安装包可以在：https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jre8-downloads-2133155.html下载到，如图2.1所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_21.png?direct |图 2.1}} * 双击下载的JAVA JRE文件进行安装，得到如下对话框，点击安装，如图2.2所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_22.png?direct |图 2.2}} * 进入安装界面, 等待安装完成，如图2.3所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_23.png?direct |图 2.3}} * 安装完成，点击“关闭”，如图2.4所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_24.png?direct |图 2.4}} == 3. STM32CubeMX安装步骤 == * 双击下载的STM32CubeMX文件进行安装，点击”Next”进入下一步，如图3.1所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_25.png?direct |图 3.1}} * 选择”I accept the terms of this license agreement.”,点击”Next”，如图 3.2所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_26.png?direct |图 3.2}} * 选择安装路径，点击”Next”，如图 3.3所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_27.png?direct |图 3.3}} * 提示创建安装目录，点击“确定”，如图 3.4所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_28.png?direct |图 3.4}} * 勾选快捷方式，点击”Next”，如图3.5所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_29.png?direct |图3.5}} * 等待安装进度完成，点击“Next”，如图3.6所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_30.png?direct |图 3.6}} * 点击”Done”，至此已经完成STM32CubeMX的安装，如图3.7所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_31.png?direct |图3.7}} == 4. 库安装步骤 == * STM32的相关库文件可在https://www.st.com/content/st_com/en/products/development-tools/software-development-tools/stm32-software-development-tools/stm32-configurators-and-code-generators/stm32cubemx.html#tools-software下载到，如图4.1所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_32.png?direct |图4.1}} * 下载好需要安装的离线包，点击下图按钮（Help -> Manage embedded software packages）或按快捷键”Alt+U”进入库文件管理界面，如图4.2所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_33.png?direct |图4.2}} * 点击左下角的”From Local”从本地安装库文件，如图4.3所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_34.png?direct |图4.3}} * 选择下载的离线包文件，点击“打开”,进入解压安装过程，直到安装完成，如图4.4所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_35.png?direct |图4.4}} * 库安装完成，如图4.5所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_36.png?direct |图4.5 }} === 三、 iCore4T的供电与下载 === {{ :icore4t:icore4t_ide_1_37.jpg?600 |图1.1}} * 图1.1我们选使用的仿真器是我司研发的iTool3仿真器，程序下载时，在Keil MDK的Debug栏选择仿真工具为CMSIS-DAP Debugger（如使用其他仿真器请自行更改），如图1.2所示。 {{ :icore4t:icore4t_ide_1_38.png?direct |图1.2}}