linux下STM32开发环境搭建

目录

参考： 

前言：

安装 JAVA 环境

安装STM32CUBEMX

获取gcc-arm工具链

编译STM32代码

安装openocd

安装GDB调试工具

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参考： 

JAVA环境下载：Java SE Runtime Environment 

STM32CUBEMX下载：STM32CUBEMX

gcc-arm工具链下载1：gcc-arm-none-eabi

gcc-arm工具链下载2：gcc-arm-none-eabi

openOCD下载：openOCD

openOCD官方文档

GDB源码包--安装教程

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前言：

        本文最终目的是在 ubuntu 16.04 系统下开发STM32。

        用到了 STM32CUBEMX 去生成带有 Makefile 的STM32基础工程，然后使用 gcc-arm-none-eabi-gcc 工具链对程序进行编译。再通过 openocd 加 CMSIS-DAP的方式连接到目标板（这里是一块STM32F103C8T6）加下载程序。最终使用 GDB 工具进行调试程序。 

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安装 JAVA 环境

      实验安装旧版本的STM32CUBEMX是需要另外安装JAVA环境的，而新版本的STM32CUBEMX包不需要，猜测是自带了JAVA的环境。如果是安装较新版本的STM32CUBEMX，可以先尝试跳过这一步。

        JAVA安装包的地址详见文首“参考”项。下载 linux 版本的压缩包。将其放到 linux 系统下进行解压，注意你文件放的路径。

1：使用下面命令打开 profile

sudo vi /etc/profile

2：在 profile 文件最后添加如下代码，其中 JAVA_HOME 后面的路径写你解压包放的地方。 

 export JAVA_HOME=/home/XXX/jdk1.8.0_301
 
 export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin:$JAVA_HOME/jre/bin:$PATH
 
 export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib\

3：重启 linux 系统

4：输入 java -version ，若上述在 profile 中添加环境变量无误，就会出现相应的版本信息

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安装STM32CUBEMX

        下载地址详见文首“参考”项，下载 linux 版本的包。注意上一步安装的 java 版本，不要将 CUBEMX 的安装包的版本选的太高，否则在安装过程中可能会出现java环境版本太低导致安装失败的情况。但如果是安装较新版本的自带java环境的STM32CUBEMX，则不需要考虑java版本匹配的问题。在这里我用的是 5.5 的版本。将其放到 linux 系统下进行解压。

        在解压包中找到 SetupSTM32CubeMX-5.5.0.linux，注意不同版本名称不同。执行下面命令，给与最高的权限

sudo chmod 777 SetupSTM32CubeMX-5.5.0.linux

        然后再运行 SetupSTM32CubeMX-5.5.0.linux

./SetupSTM32CubeMX-5.5.0.linux

        接下来的操作就和 windows 里面一样了。正常安装即可。安装完成之后在你的安装目录下就有一个名为 STM32CUBEMX 的 可执行的文件，正常运行就可以使用STM32CUBEMX了。

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获取gcc-arm工具链

        下载地址详见文首“参考”项，我是在第一个地址下载，第二个地址上已经停止发布新版工具链了。后续版本仅在第一个地址上发布。

        将下载好的 gcc 包放到 linux 下解压。记下文件路径。执行以下命令打开 /etc/profile

sudo vi /etc/profile

         在文件最后添加如下代码，将工具链的路径置于系统的环境变量之下，注意不同版本的把路径中版本名替换掉。

export PATH=$PATH:/home/***/gcc-arm-none-eabi-10.3-2021.07/bin

        重启系统 linux 系统 

        输入 arm-none-eabi-gcc -v，正确安装就会显示出版本信息

        若遇到其它情况，可能是有些依赖没有安装，可以尝试下面两条指令安装。

sudo apt-get install lsb-core
sudo apt-get install lsb-core lib32stdc++6

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编译STM32代码

        做好上述准备步骤之后，打开 STM32CUBEMX，选择芯片，配置参数生成代码，注意生成类型选择为 Makefile 类型。

        生成完后在工程目录中打开终端，输入make 即可对其进行编译。编译成功后就会生成 build 文件夹，里面就会有 .bin .elf .hex文件

        至于代码的编写，可以使用vim，也可以使用 vscode。网上有很多关于 vscode 的使用。

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安装openocd

        openocd 可以在 linux 上运行并且支持几乎所有的 arm 调试器。下载地址详见文首“参考”项。解压之后进入目录输入如下命令进行配置

sudo apt-get install libhidapi-dev
/*因为 linux 上默认是没有 HID 设备驱动的，所以需先安装一个 HID 库*/

./configure --enable-cmsis-dap
/*因为我是用的 DAP 进行调试，所以要使能 DAP。可以不用输入 enable 相关内容，
这样就只会配置一些常见的调试器*/

sudo apt-get install libusb++-dev
/*若在 configure 时提示错误，找不到 usb.h,原因是没有安装 libusb 库，执行此语句安装*/

        等待配置完成后，就会弹出如下提示

 

         可以看到 CMSIS-DAP 这行是 yes 。

        然后再输入如下指令编译并安装

sudo make 
sudo make install

         在安装完成之后将 contrib 目录中的 60-openocd.rules 文件复制到 /etc/udev/rules.d目录下

 cp contrib/60-openocd.rules /etc/udev/rules.d/

        因为这个文件中包含了所有支持调试器的 USB 接口描述，还需要删除以前复制进入这个文件内的规则文件，比如 49-stlinkv1.rules 49-stlinkv2.rules 49-stlinkv2-1.rules 99-jlink.rules 等 ，没有就不用理会。

        重启系统来加载规则

        若安装成功则在 /usr/local/share/ 路径下会出现 openocd 的文件夹。其中在 scripts 文件夹下就会有 interface 和 target 这两个文件。分别是调试器的配置文件和目标芯片的配置文件。其中内容会在配置连接时用到。

        使用 DAP 连接上目标板使用如下指令

openocd -f interface/cmsis-dap.cfg -f target/stm32f1x.cfg

        上述是简写路径，openocd 会自动在其 script 路径下搜索脚本 ，连接成功后，会出现以下界面

        然后另外启一个终端，输入 telnet localhost 4444 用来连接 openocd,这个在上图中就有提示。

        然后输入如下指令，即可下载程序

halt  
/*挂起STM32,相关于关机，不执行halt,无法把程序写入到 STM32 的 FLASH*/

flash write_image erase /**/**/download.elf
/*写入镜像并预先擦除。写入支持的类型可以详见文首“参考”项的openOCD 文档*/

reset
/*复位STM32*/

        下载程序过程有些麻烦，但一般是用 GDB 调试程序，需要时才下载程序。

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安装GDB调试工具

        GDB调试工具作为 GNU 编译器下标准的调试工具，在编写调试过程中会频繁被使用到。我实验过两种方式安装 GDB, 一种是下载单独的 GDB 源码包进行编译安装，详见文首“参考”项。第二种简单一些，在 gcc-arm 工具链中有 arm-none-eabi-gdb 的存在。我这里使用第二种方法。

        启动 GDB 进行调试之前，需要使用前面提到的 openOCD 连接到目标开发板。可以在上图倒数第二行看见提供了 3333 端口给 GDB。输入如下命令，即可将 GDB 与调试器连接上，同时 openOCD 端也会收到连接信息。

arm-none-eabi-gdb xxx.elf
/*加载调试文件并打开 GDB 程序*/

target remote localhost:3333
/*输入连接指令，连接到本地的 3333 端口*/

        接下来还需要输入如下代码来完成所有的初始化操作

monitor reset
/*monitor 意为向连接的外部软件发送指令，此处为向 openOCD 发送指令*/

monitor halt
/*挂起MCU*/

load
/*加载上述 xx.elf 文件，即下载到 MCU 的 flash*/

        接下来就可以正常的使用 GDB 进行调试了，具体的命令不做阐述。 

        上述使用 GDB 调试的步骤还是有点麻烦，但我们可以写一个 “.gdbinit” 的文件来简化每次连接输入的代码量。如下图，是我在 ".gdbinit" 文件中写入的内容。以后连接就只需要输入 arm-none-eabi-gdb xxx.elf 就好。GDB 会自动去执行 “.gdbinit” 中的文件。

target remote localhost:3333
monitor reset
monitor halt
load

        但在当前工程目录下写 “.gdbinit” ，在打开 GDB 程序时会出现以下问题

warning: File "/home/xyy/debug_test/base/.gdbinit" auto-loading has been declined by your `auto-load safe-path' set to "/usr/share/gdb/auto-load:/usr/lib/debug:/usr/bin/mono-gdb.py".

        观察 GDB 输出信息，发现是“安全路径保护”会禁止当前目录下的 “.gdbinit” 执行。有多种解决办法，这里说一种最方便的。在/home/xxx 目录下新建一个 “.gdbinit” 文件，在其中输入如下代码

set auto-load safe-path /home/xxx/你的工程目录中 .gdbinit 所在的路径

        这样就允许了你工程目录中 .gdbinit 的执行。

        还可以进一步减少连接 GDB 调试时的执行代码量，对于 arm-none-eabi-gdb xxx.elf 这条指令

，我们可以在工程的 Makefile 文件中以添加目标的方式来简化，如下 

debug:
    $(PREFIX)gdb build/xxx.elf

        其中 PREFIX 环境变量就是 “arm-none-eabi-”，后面的 build 是 STM32CUBEMX 生成 .elf 文件所在的目录。

        然后在终端输入 make debug 就可以加载调试文件并打开 GDB 程序，若前面关于 “.gdbinit” 的操作无误的话，就会自动执行连接到本地 3333 端口，然后 reset,halt,load程序。一步搞定。至于GDB的使用，网上有许多教程，这里就不赘述了。