MDK-ARM_V525新建工程 & STM32使用软件仿真、RAM仿真调试及Flash下载配置详解

前言：学习STM32最好还是有一定的51单片机基础，尤其是掌握了C51中关于寄存器的操作、指针变量的应用，以及学习并能够建立自己的头文件和函数库了，那在STM32学习中上手更快一些，尤其是刚开始关于位绑定、寄存器以及库函数的理解。

       我也是初学STM32，直接就使用了新版的 MDK-RAM5.25，我感觉初学使用MDK新版本也好，很多功能和操作比老版更合理，使用也更方便，虽然和很多教程不配套，但经过查找相关资料能够自己解决相关问题，也是一个学习的过程。这个课程是我在学习中做的笔记，虽然大部分是摘抄自其他老师的，但毕竟自己也是查找了很多网络资料，其中也加入了自己的理解，并对学习中遇到的问题进行总结，只希望给和我一样的初学者一个帮助。

        我学习使用的是STM32的固件库（Keil公司提供的标准库函数）编程，需要下载安装STM32芯片对应的数据包Pack，也就是官方提供的库函数包，当然如果你学习的教程提供有函数库，也可以不用下载。

        现在官方已经从2012年开始不再提供标准函数库的更新了，转而推出使用HAL库，我在期间也上手使用过HAL库，感觉像很久以前的操作系统从DOS向Windows系统转换一样（不知道我这个形容对不对），函数库环境的搭建只用点点鼠标就OK了，但是在使用RAM仿真调试没调试通过，再说我也比较喜欢底层寄存器的学习，所以准备先大概学习一遍再转用HAL库操作。

第1章 MDK5新建STM32工程

 

方法有两种：

1.1方法1：从官网下载安装Pack数据包

1.1.1 从官网下载对应自己芯片的PACK数据包

打开www.keil.com/dd2/,找到点击“STMicroelectronics”，找到对应芯片的前缀，并一直找到对应芯片的型号，点击型号，跳转页面点击下载“Download”；

点击对应的芯片信号后，跳转到下载页面，点击Download下载；

1.1.2 安装Pack数据包

打开MDK5，点击pack installer按钮（首次会弹出一个欢迎的界面，点击OK）；点击“文件File”—“导入Import”；

找到刚才下载的Pack文件进行导入；

1.2 方法2：从系统界面安装Pack数据包

点击 “PackInstaller”按钮，打开“PackInstaller”

界面；

然后在pack installer界面的search栏，搜索你的芯片型号，以stm32f103c8为例，device栏里面会显示stm32f103c8的信息；用鼠标左键单击选中，然后在pack installer的pack栏里面会出现对应的安装包(KEIL：STM32F1xx_DFP)，直接点击旁边的install按钮，就可安装该芯片系列的固件库；安装完后，直接关掉该界面，然后进入MDK界面，若出现有更新的提示，直接点击确定。

1.3 新建工程文件

点击project--new u_vision project新建工程，选择存放工程的位置（文件夹），输入工程名,出现选择芯片型号的界面，选择使用的芯片型号（或在search栏里面直接输入你的芯片型号，在下方就会自动显示出来，左键单击选中，然后点击OK）；

注意：如果没有找到自己的STM32芯片型号，参考1.1节下载安装芯片Pack；

 

1.4 设置工程运行环境

然后会弹出manage run -time environment的运行环境界面，必须选择的有CMSIS下的core和device下的startup。其他则需要根据你需要的使用的外设；

知识点：在工程建立后，尤其是在使用库函数进行编程中，随时根据需要（如需要使用GPIO、USART等外设），点击在运行环境ManageRun-TimeEnvironment界面对相应的软件组件SoftwareComponent（也就是库函数）进行添加；

知识点：在运行环境ManageRun-TimeEnvironment界面对相应的软件组件SoftwareComponent（也就是库函数）进行配置添加时，一些组件Component需要其他组件的一起添加。在这时，如果配置正确，打钩的地方是绿色；未正确配置的话，打钩的地方是黄色。此时下方会出现还需要选中那几个配置的提示信息，按照提示选择即可（或直接点击下方提示部分进行跳转）；

例如：选择外设GPIO，开始显示黄色并在下方提示你还需要选择framework和RCC，按照提示选择后，所有打钩的地方都变成绿色，表示已正确配置。

 

1.5 建立主函数文件

到了MDK5界面，在左边工程目录下，已经添加了一些刚才配置的文件，包括启动文件以及一些外设驱动文件，此时打开工程目录文件夹，里面自动建立了几个文件夹；

MDK5在使用和操作上已经很贴近用户需求，所以使用MDK5默认的文件夹和文件设置就可以了，可以不需要再添加；

在左侧工程下，右键点击SourceGroup1，选择添加文件到这个组；

选择“C File”,输入文件名，点击ADD；

点击“FileExtensions,BookAndEnvironment”进入ManageProjectItems（管理工程项目）页面，

在这里可以对工程对象、组和文件进行改名、增加或删除等操作；

1.6 Options for Target信息说明

1.6.1 Device-驱动器页面

【1】是我们选择的的CPU；

【2】是该 CPU 的一些描述；

1.6.2 Target-硬件目标设置页面

【1】设备晶振频率，用于模拟仿真时使用。

【2】指定 ARM 或者 Thumb 模式进行代码生成。

【3】为优化代码创建一个链接反馈文件/使用 MicroLib 库，可将运行时库代

码大大降低。

【4】片外 ROM 设置，最多可支持 3 块 ROM（Flash），在 Start 一栏输入起始

地址，Size 一栏输入大小。

【5】片内 ROM 设置，设置方法同片外 ROM，只是程序的存储区在芯片内集

成。

【6】片外 RAM 设置。基本方法同片外 ROM。

【7】片内 RAM 设置，设置方法与片外 RAM 相同。

1.6.3 Output-输出设置页面

1.6.4 Listing-列表设置页面

1.6.5 User-用户设置页面

1.6.6 C/C++设置页面

定义预处理符号，和头文件路径的设置，是为了让编译器能找到自己程序中包含的库文件，其实这和我们在程序中添加#include<>的原理是一样的。只不过是 KEIL 给我们一个更好的处理。在CubeMX （HAL库）软件生成的工程中，我们可以看到 C/C++选项已经配置完毕。节省了很多时间。

1.6.7 ASM和Linker设置页面

Asm 和 Linker 选项卡，Asm 是汇编选项卡，因为我们选用的是 C 语言来进行编程，所以不必理会。Linker 是连接选项卡，对于不是特别大或者特殊的程序，选项卡的内容默认即可，编译器会自动按照你的设置生成连接选项。

1.6.8 Debug-调试设置页面

这里配置软件或硬件仿真，点击setting进入硬件仿真设置页面，需要在FlashDownload页面对少些程序的功能选项。CubeMX软件生成的配置是没有勾选 Reset and Run 的，在这里，勾选它是为了更方便显示例程的现象。

第2章 程序编译、调试，软件（模拟器）、硬件仿真（调试和下载）的配置

2.1 程序编译信息

操作到这里，整个工程已经可以开始编写程序，程序编写完成后，需要点击编译或重新编译按键，下方会显示编译的过程相关信息：

其中包含以下内容：

●Using Compiler…使用编译器版本（Target页面Code Generation设置），及所在文件夹路径；

●BuildTarget…编译对象(工程名称)；

●compiling…编译文件列表

…………

●linking…链接

●ProgramSize…程序长度：程序代码Code=？；程序定义的常量RO-data=？；已初始化的全局变量RW-data=？；未初始化及初始化为0的全局变量ZI-data=？；其中：

RO Size=Code+RO-data（程序占用Flash空间大小）；

RW Size=RW-data+ZI-data（程序运行时占用的RAM空间大小）；

ROM Size=Code+RO-data+RW-data（烧写时程序占用Flash大小）；

●FromELF…创建hex文件（Creating HEX File）；

●生成的axf文件，？个错误Error，？个警告Warning；

●编译用时

2.2 仿真调试（或下载）的几种方式

如果编译没有错误（Error必须解决，Warning可以忽略），输出编译文件后，下一步就是需要查看程序运行情况（或效果）。

这时可以使用软件（模拟器）直接进行仿真或调试，也可以下载到STM32芯片中进行，不管哪种方式，都必须提前对工程对象进行配置。

为了方便不同阶段或不同环境下使用软件（模拟器）仿真Debug，或者将程序下载到硬件（RAM存储器）中进行Debug仿真，又或者最后完全下载到硬件（Flash）存储器中进行纯硬件的使用，可以建立不同的工程对象进行分别配置，方便不同情况下的使用。

点击按钮进入工程项目管理器ManageProjectitems，在工程对象ProjectTargets下新增两个Targets，分别为“RAM”、“Flash”。我们在后面分别将默认的工程对象“Target 1”配置为软件（模拟器）仿真环境；“RAM”配置为下载到STM32硬件RAM区进行仿真调试；“Flash”配置为下载到STM32硬件Flash区进行纯硬件的操作。

2.3 软件（模拟器）仿真调试环境配置

软件仿真可以在MDK中一边编写程序，一边进行仿真调试，由于是在软件仿真情况下的调试，不需要对一些涉及硬件相关环境进行配置。例如在操作GPIO端口时，可以直接编写对GPIO端口的操作并在Debug中仿真，而不需要对其他外设进行编写设置程序（如在硬件上运行时必须对时钟）

2.3.1 软件（模拟器）仿真调试环境配置

选择工程对象“Target 1”，点击打开对象选项Options for Target窗口：

分别对不同的页面进行设置（下面所指的默认设置指当前版本号MDK525的情况，为了比对其他版本的不同，也将默认页面设置截图出来）：

●设备Device页面：选择对应的STM32芯片型号；

●对象Target页面：其中根据Device页面选择的芯片型号，自动配置只读存储器Flase的起始地址（0x08000000）和大小(0x10000=64KB)和可读写存储器RAM的起始地址（0x20000000）和大小（0x5000=20KB）;

●输出Output页面：勾选生成HEX文件，如果需要设置输出文件的位置，可以点击“选择目标文件夹SelectFolderObject”按钮；

●类表Listing页面：使用默认；

●用户User页面：使用默认；

●C/C++页面：使用默认；

●Asm页面：使用使用默认；

●链接Linker页面：使用使用默认；

●调试Debug页面：勾选“使用模拟器UseSimulator”

下方的CPU和对话框Dialog参数栏设置：

CPUDLL=“SARMCM3.DLL”，Parameter=“-MPU -REMAP”；DialogDll=“DARMSTM.DLL”，Parameter=“-pSTM32F103C6”（后面跟使用的芯片型号）；

这样在Debug软件仿真时，可以通过点击“外围设备Perioherals”，下选择不同的端口，查看端口位的变化；

●公共Utilities页面：使用使用默认；

●最后需要配置MDK的自动索引功能（MDK5以上这里已经是默认设置不需要进行设置）：点击MDK菜单Edit下的configuration

 

 

2.4 下载（烧录）STM32的RAM存储器进行仿真调试的配置

2.4.1 STM32存储空间Flash和RAM简介

STM32有两个存储空间：

    Flash：片上Flash区（相当于计算机的硬盘）,只能反复烧录约1000次，起始地址为0x08000000；

RAM区：片上RAM区（相当于计算机的内存），读取速度更快，但下载到RAM区数据掉电会消失，起始地址0x20000000；

烧写程序是需要烧写镜像文件（bin或hex文件）到Flash中，其中包含三部分（见前面的编译信息介绍）：Code、RO-data、RW-data，因ZI-data都是0不需要烧录到Flash中；STM32上上电启动后，CPU会读取RW-data到RAM中运行，但不会读取Code。

2.4.2 准备RAM.INI文件

在MDK5的安装目录下搜索查找RAM.INI文件，改掉只读属性，拷贝到工程文件目录中，并双击打开（内容只有截图中的几行），修改 “LOAD %L”中的“%L”为工程编译后的生成的axf文件名（默认objects文件夹或者“Output”中设置的文件夹，一般为“工程名称.axf”），保存退出；

 

2.4.3 下载（烧录）STM32的RAM存储器进行仿真调试的配置

首先将下载器同计算机连接，安装相应的驱动程序；

选择工程对象“RAM”，点击打开对象选项Options for Target窗口：

分别对不同的页面进行设置：

●设备Device页面：同上设置；

●对象Target页面：设置Xtal=8.0MHz；这里因使用RAM存储器，则要将RAM分成两个区域，分别代替默认设置中的Flash和RAM存储器存储程序代码和数据；

在左下方“只读Read/Only”区域的“片上on-chip”-“IROM 1”设置是启动区域（原Flash区），设置Start=0x20000000（RAM的起始地址），Size设置至少RAM大小的一半或更多，存放的是程序代码和常量数据（Code+RO-data），相对占用RAM较大空间；

在右下方“可读写Read/Write”区域的“片上on-chip”-“IRAM 1”， 设置Start为IROM1占用后的起始地址，Size为RAM中剩余的空间，存放的是RW-data+ZI-data数据，相对占用RAM较小空间;

●输出Output页面：同上设置；

●类表Listing页面：使用默认；

●用户User页面：使用默认；

●C/C++页面：这里需要使用宏定义VECT_TAB_SRAM。

这个宏定义是使向量表指向RAM（系统默认ROM），最主要的目的就是使中断向量表指向RAM，不然在RAM仿真调试时中断不能被调用。如果不在这里配置，也可以打开systen_stm32f10x.c文件，找到/* #define VECT_TAB_SRAM */将前后的注释去掉即可；

●Asm页面：使用默认；

●链接Linker页面：使用默认；

●调试Debug页面：勾选右侧的“Use使用”，并选取对应下载器的类型；点击“InitializationFile”下右侧的“…”,添加之前设置的RAM.INI文件；最后点击“Setting”；

如果下载（烧录）器已经连接PC机并安装好驱动，则在“CortexJLink/JtaraceTargetDeviceSetup”窗口的“Debug”页面中自动反显设备信息，这里只需要选择“接口Port”类型即可，确定退出；

●公共Utilities页面：将“Update Target before Debugging在调试前更新数据”的勾选去掉，否则在点击Debug时会出现“”“Error：FlashDownload failed-‘Cortex-M3’”的错误提示；网上很多资料都显示这里需要进行其他设置，其实不需要进行设置；

但是在“CortexJLink/JtaraceTargetDeviceSetup”窗口的“FlashDownload”页面（点击“Settings”进入）中的关于“算法随机存储器RAM for Algorithm”和“程序算法ProgrammingAlgorithm”中，这里的MDK5版本是自动设置的；如果需要手动设置，则“算法随机存储器RAM for Algorithm”应该时设置Start=RAM的起始地址（既0x20000000）,Size=小于RAM的总大小的值即可；而“程序算法ProgrammingAlgorithm”中的器件文件是存放在“C:\Keil_v5\ARM\Flash”中的，如果没有自行添加，算法芯片型号选择相近系列、容量大于使用芯片的也是可以的，在“程序算法ProgrammingAlgorithm”下方Start和Size修改为正确的值（不改也无影响）；

2.4.4 下载（烧录）到STM32的RAM存储器仿真调试

链接下载（烧录）器到PC和STM32系统板并上电，“SelectTarget选择对象”窗口中选择“RAM”，编译程序无误后，直接点击Debug，因为在“Options for Target”中“Debug”页面勾选了“启动时加载应用程序Load Application at Startup”选项，所以一点击进入Debug，系统同时将程序镜像文件写入到RAM中，会看到程序已经开始运行（硬件上同样已经显示结果）；

外设信息显示（“Peripherals外设”下选择需要查看的外设）窗口会因为“Debug”页面的设置不同（如下图）

而改变（不要试图改成软件仿真相同的设置，不能使用的）

 

2.5 下载（烧录）到STM32的Flash存储器的配置和运行

2.5.1 下载（烧录）到STM32的Flash存储器的配置

确保下载器同PC机机STM32系统板相连接，并已经安装相应的驱动程序；

选择工程对象“Flash”，点击打开对象选项Options for Target窗口：

分别对不同的页面进行设置：

●设备Device页面：同上设置；

●对象Target页面：同上设置；

●输出Output页面：同上设置；

●类表Listing页面：同上使用默认；

●用户User页面：同上使用默认；

●C/C++页面：同上使用默认；

●Asm页面：同上使用默认；

●链接Linker页面：使用默认；

●调试Debug页面：勾选右侧的“Use使用”，并选取对应下载器的类型；点击“InitializationFile”下右侧的“…”,添加之前设置的工程目录下的JLinkSeettings.INI文件；最后点击“Setting”；

如果下载（烧录）器已经连接PC机并安装好驱动，则在“CortexJLink/JtaraceTargetDeviceSetup”窗口的“Debug”页面中自动反显设备信息，这里只需要选择“接口Port”类型即可，确定退出；

●公共Utilities页面：将“Update Target before Debugging在调试前更新数据”的勾选去掉；网上很多资料都显示这里需要进行其他设置，其实不需要进行设置；

但是在“CortexJLink/JtaraceTargetDeviceSetup”窗口的“FlashDownload”页面（点击“Settings”进入）中的关于“算法随机存储器RAM for Algorithm”和“程序算法ProgrammingAlgorithm”中，这里的MDK5版本是自动设置的；如果需要手动设置，则“算法随机存储器RAM for Algorithm”应该时设置Start=RAM的起始地址（既0x20000000）,Size=小于RAM的总大小的值即可；而“程序算法ProgrammingAlgorithm”中的器件文件是存放在“C:\Keil_v5\ARM\Flash”中的，如果没有自行添加，算法芯片型号选择相近系列、容量大于使用芯片的也是可以的，在“程序算法ProgrammingAlgorithm”下方Start和Size修改为正确的值（不改也无影响）；

2.5.2 下载（烧录）到STM32的Flash存储器并运行

连接下载（烧录）器到PC和STM32系统板并上电，“SelectTarget选择对象”窗口中选择“Flash”，编译程序无误后，点击进行下载：

下载无误完成后，系统板重新上电或复位后可以看到程序的运行；或者在下面选项进行勾选，下载完成后自动运行；

2.5.3 Flash模式烧录信息显示

其中分为4个部分：

1. 读取烧录文件（.axf）；设置J-Link工程文件（.ini）；J-link信息（芯片名称，Flash和RAM大小信息）；
2. J-Link信息：烧录设备相关信息；
3. 目标信息：芯片型号、版本号、硬件、软件断点、监测点、速度；
4. 擦除完成（Erase Done）、程序完成（ProgrammingDone）、验证无误（Verify OK）、应用运行（Application running）、Flash装载完成时间（Flash load finished at …）;

 

第3章 问题汇总

3.1 问题1“no 'read' permission”和“no 'write' permission”

仿真调试全速运行时出现：*** error 65: access violation at 0x40021000 : no 'read' permission，网络上查找解决方案同时对比ST提供的3.5版本固件库中的工程模板，发现是工程配置选项中的debug选项卡的dialog dll和对应的parameter配置出了问题。选中MCU后默认的配置如下图：

可以看到dialog dll默认配置为DCM.DLL,而parameter默认配置为-pCM3,该种配置无法进行正常的仿真调试。正确配置应该为dialog dll：DARMSTM.dll parameter：-pSTM32F103C8；这两个参数是根据你使用的MCU不同而不同的，例如本工程使用的MCU为STM系列，那么在dialog DLL选项中就应该使用DARMSTM.dll，名字中的STM就是指厂商，参数则是具体的MCU芯片型号，本项目使用STM32F103C8T6，因此选择为STM32F103C8，如下图所示：

为何使用的是STM32F103C8T6，参数却只能是STM32F103C8，这个原因是因为根据ST公司的MCU命名规则，到C8这个位置就已经完全规定了仿真所需要的所有参数，包括cpu频率，ram容量，flash容量，外设资源等内容。型号中后边的部分都已经和仿真无关了。

3.2 Flash下载时出现“SWD/JTAG Communication Failure”弹窗

在Flash下载时，弹出弹窗名称：CMSIS-DAP-Cortex-M Error，内容“SWD/JTAG Communication Failure”的提示，确定后出现“Error：FlashDownloadFailed-TargetDLLhasBeenCancelled”弹窗，点击OptionForTarget-Debug-Setting，选择的Poet=SW右侧出现错误提示，首先确认Port选择正确无误，点击下方Connect选项，选择UnderReset确定，重新进入错误提示消失，重新下载成功；

3.3 RAM仿真调试“Error：Flash Download Failed-‘Cortex0M3’”错误

应该去掉Utilities下的“UpdateTargetBeforeDebugging”勾选；