stm32 001 - hello world(附带可运行源码)

初衷

我是做Android开发的，因此本文许多地方会比较繁琐，各位做单片机开发的轻喷呀
有幸接触到stm32这个平台，之前都是在学校接触过单片机（年代久远），平常工作中一直是以Android开发为主，对于系统底层的硬件是怎么交互的一点儿也没了解，初次接触stm32以下几个地方引起了我的好奇心，想要一探究竟：

• 最小系统板stm32F103C8T6相信很多和我类似的朋友都会接触到，1688价格只有8块钱，里面可以运行程序，各种四轴飞行器、充电桩、智能电表等里面都是它，好惊奇
• 上面包含了大量硬件接口：UART、GPIO、SPI、I2C、USB、CAN等一堆接口，这小东西真是五脏俱全呢
• 主频72mhz，想起来快接近诺基亚塞班手机当时的频率了哈哈哈，上面可以跑个小型的操作系统，例如rt-thread，人家是国内开源的，不禁想去了解下一个操作系统是怎么搞起来的，怎么应对和解决系统资源的分配利用的，好奇
• 内存20kb，存储128kb，这个垃圾，我大Android起步都是512mb，想去了解下这能干个啥，好奇
• Android的HAL层是用户态实现的硬件驱动，想去了解下这些外设硬件都是怎么交互的，刚好有这个stm32，容我去一探究竟

前提准备

硬件环境

巧妇难为无米之炊，硬件首先得有呀，下面是我在调试使用过程中用到的硬件：

• STM32F103C8T6：在1688上搜索STM32F103C8T6最小系统，找8块钱那个就行了
  
• elink32：stm32的调试工具有st-link、elink、jlink等多种，我这里使用elink-32,唯一在我的ubuntu机器上不会很快损坏的设备，之前在淘宝的16块钱的st-link被我搞坏了5个，你敢信，购买链接请自行淘宝，elink-32使用cmsis-dap/swd方式进行调试
  
• USB转串口线：以我目前浅显的知识来说，要这家伙是用来输出log的，刚开始在没有adb的情况下愣是没习惯这种打个log还需要自己动手的情况，而且由于debug对于某些性能敏感的情况会出现调试没bug，运行稀烂一地的情况，虽然串口输出也没见得多高效，汗- -!
  

软件环境

工欲善其事必先利其器，软件不得到位，下面是我用到的软件（我是在Ubuntu系统下开发的，因此选用了跨平台的开发工具STM32CubeIDE而不是更强大的IAR之类的）：
STM32CubeIDE：这他喵是个ST官方出的跨平台的stm32开发工具，可以在ST官网下载，基于eclipse开发，有下面的特点：

• 跨平台，windows、mac、linux都可以用
• 包含交叉编译，不用自己纠结咋么编译
• 支持团队管理，各种版本管理软件eclipse上熟悉的工具走起
• 支持stlink、elink等多种调试工具
• 集成了CubeMx：这个就是神器了，它是stm32平台使用UI界面配置stm32引脚功能、时钟、中间件等一系列东西的工具，有了它再也不用翻stm32的文档去纠结怎么配置时钟了，一键搞定，美得很。(没有这个工具，我们就需要手动对着ST的操作手册一个一个去配置寄存器来修改引脚和时钟，太灾难了)
  

硬件连接

请按照下图连接elink32和stm32（用于调试和安装ROM，类似于Android上通过usb进行adb调试），只需连接3V3、GND、DIO、SCK四个引脚即可

Windows中可能需要安装elink32的驱动，请自行解决
stm32支持Serial Wire、JTag、串口等多个方式进行安装rom，其中区别请自行了解，这里只选取了硬件比较便宜，操作方便的方法

Hello world应用

在STM32CubeIDE中创建新工程

1. 和Android应用不同的是：stm32不同的板卡有不同的引脚布局、外设引脚配置、软件库等选择，因此首先需要确定是哪个型号的芯片才能创建工程，这里选择STM32F103C8T6
   
2. Target Project Type选择STM32Cube，这样就会关联stmCubeMx这个引脚配置工具，而不用自己手写寄存器操作来修改时钟。
   

配置引脚

1. 配置调试引脚：
   这一步非常重要! 如果忘记配置会导致板子在一次刷写后不能再访问，需要通过串口或者其他方式刷入支持SWD的固件才能恢复。在helloworld.ioc打开后的配置页面中，左侧System Core-SYS-Debug中选择Serial Wire
   
2. 配置helloworld的小灯引脚：
   使用鼠标左键点击右边引脚图中的PC13引脚选择GPIO_Output即可

   在STM32的helloworld中，第一个应用不是打印或者显示一个helloworld的字符串，而是把板子上的小灯点亮，它里面的log输出需要麻烦点，需要自己配置串口和相关的接口，这个下回再说

3. 点击左上角的保存按钮，选择自动生成代码

修改代码

将main方法修改成下面的样子，来频繁打开/关闭PC13引脚上的小灯

/**
* @brief  The application entry point.
* @retval int
*/
int main(void) {
   /* USER CODE BEGIN 1 */

   /* USER CODE END 1 */

   /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

   /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
   HAL_Init();

   /* USER CODE BEGIN Init */

   /* USER CODE END Init */

   /* Configure the system clock */
   SystemClock_Config();

   /* USER CODE BEGIN SysInit */

   /* USER CODE END SysInit */

   /* Initialize all configured peripherals */
   MX_GPIO_Init();
   /* USER CODE BEGIN 2 */

   /* USER CODE END 2 */

   /* Infinite loop */
   /* USER CODE BEGIN WHILE */
   while (1) {
   	/* USER CODE END WHILE */

   	/* USER CODE BEGIN 3 */
    // 等待100ms
   	HAL_Delay(100);
   	// 开关PC13引脚
   	HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
   }
   /* USER CODE END 3 */
}

运行及调试

由于我这里使用了elink32作为调试工具，所以不能使用工程中默认的stlink32的调试配置，需要修改下：

1. 在项目名称上右键Run as - STM32 Cortex-M C/C++ Application
2. 在Debuger的Debug probe选项中选择STLINK(Open ocd)
3. 在Configuration Script中选择User Defined
4. 将生成的helloworld.cfg文件修改为下面的样子：

# This is an genericBoard board with a single STM32F103C8Tx chip
#
# Generated by STM32CubeIDE
# Take care that such file, as generated, may be overridden without any early notice. Please have a look to debug launch configuration setup(s)
interface cmsis-dap
transport select swd
adapter_khz 5000

set WORKAREASIZE 0x5000

set CHIPNAME STM32F103C8Tx
set BOARDNAME genericBoard

# Enable debug when in low power modes
set ENABLE_LOW_POWER 1

# Stop Watchdog counters when halt
set STOP_WATCHDOG 1

# Reset configuration
# use software system reset if reset done
reset_config none
set CONNECT_UNDER_RESET 0
set CORE_RESET 0

# ACCESS PORT NUMBER
set AP_NUM 0
# GDB PORT
set GDB_PORT 3333

source [find target/stm32f1x.cfg]

5. 再次运行即可看到板子上的小灯开始闪烁起来了，helloworld搞定！
6. 调试也可以直接使用：
   
   恭喜，至此第一个STM32的单片机应用就跑起来了，开心不

源码

如果在运行过程中出现任何问题，可以尝试下载我这儿的工程源码，用IDE打开测试

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