在window下使用 VScode 搭建 ARM 开发环境—— 详细版

其实文章也是以前做好的记录，现在把笔记放在博客上面来，方便管理和查看，
所以有一些细节问题并没有图文说明，等后期正真操作一遍的时候来把图片和说明补充完成。
本文给出两种方式，第一种gcc-arm-none-eabi 来编译，
第二种利用插件导入KEIL工程，可以执行编译调试烧录
..添加第二种方式，利用插件     									2021/9/16
..添加目录栏目 	
..添加第一种方式的部分图片和说明									2021/9/17
..添加环境变量添加步骤示意图 
..添加 Makefile 的修改说明
..添加 openocd 下的烧录过程说明
..添加 gcc 下的 printf 重定义										2021/9/23	
..Embedded IDE 插件自动安装失败处理方法     			
..添加 openocd 下载安装说明										2021/10/1
..添加 mingw 安装详细说明								
..添加使用 Jlink 烧录出现问题说明 									2021/10/2
..添加本文用到所有的工具包下载(CSDN资源) 							2021/10/14
..添加jlink问题7.4小结（未解决）									2021/11/20
..结构调整，内容添加优化										    2022/8/24

一、使用 VSCode + gcc + openOCD 开发

文章中所用到的工具版本都可以网上下载，我在对此文章完善的过程中也发现了，每次换个地方下载比较麻烦，所以我把用到的工具打包了一份：本文用到的所有工具集合

1、安装 gcc-arm-none-eabi-xxx

安装 gcc-arm-none-eabi-5_4-2016q3-20160926-win32（这只是当时我配置时候用的版本，其他版本也是可以的）。

记得最后的第3选项打钩，因为自动添加环境变量。因为自动添加，所以会添加到用户的环境变量下面去，一样可以用，如果自己添加，可以添加到系统的环境变量中去 ，如下图：

最后，只要是在你的终端够查询到arm gcc的版本，能就算是正常安装了，输入 arm-none-eabi-gcc -v

终端可以使window自带的cmd，也可以是你配置过的模拟linux的终端 ，如下所示：

在 Vscode 中的终端查看：

2、环境变量添加示意图

下图给出环境变量添加的示意图，所有软件的环境变量都是按照下面的步骤来进行的， windows 的环境变量通过控制面板 -> 系统可以打开。

下面安装的工具环境变量配置基本上按照这个图来就可以：

但是，这个电脑上我的arm-gcc环境变量添加是在用户变量下面的（gcc-arm-none-eabi安装时候自自动添加的），应该用户和系统都是可以的，有待验证：

3、安装mingw

安装mingw-w64-install（根据自己的电脑选择mingw的版本）

安装的几个选项给出说明，从上到下依次为：

1. Version ：
   制定版本号，从4.9.1-8.1.0，按需选择，没有特殊要求就用最新版吧；
2. Architecture ：
   跟操作系统有关，64位系统选择x86_64，32位系统选择i686;
3. Threads ：
   设置线程标准可选posix或win32;
4. Exception ：
   设置异常处理系统，x86_64可选为 seh 和 sjlj，i686为 dwarf 和 sjlj;
5. Build revision ：
   构建版本号，选择最大即可。

64位的 windows 10 ，直接按照上面的图示选择即可。

-CPU架构 x86_64 64位
- CPU架构 i686 32位
- 操作系统接口协议 win32 开发windows应用程序
- 操作系统接口协议 posix 开发Linux、Mac应用程序
- 异常处理模型(32bit CPU) dwarf 版本新，性能较好，不支持64位
- 异常处理模型(32bit CPU) sjlj 版本低，同时支持32位和64位
- 异常处理模型(64bit CPU) seh 版本新，性能较好，不支持32位
- 异常处理模型(64bit CPU) sjlj 版本低，但支持32位和64位

点击Next ，其实就是自动下载 x86_64-8.1.0-release-posix-seh-rt_v6-rev0.7z，如图：

安装完成以后如图所示，我觉得路径比较深，个人不太喜欢，等下我会调整下路径：

但是自动下载有可能失败，所以我在资料里面还提供了 x86_64-8.1.0-release-posix-seh-rt_v6-rev0.7z 包，直接解压即可。

x86_64-8.1.0-release-posix-seh-rt_v6-rev0.7z(用这个压缩包解压)解压出来内容如下图：

最后根据自己的安装路径添加环境变量：系统变量中新建添加 D:\Program Files\mingw64\bin

注意！注意！注意！

最后即便这样了，你会发现还是不能make，只需要在mingw64\bin目录下找到mingw32-make.exe 将mingw32-make.exe名字改成make.exe 即可，如下图：

修改成 make：

至此，使用CubeMX直接可以生成Makefile 工程，直接make进行编译：

上图就是使用STM32CubeMX直接生成的工程，直接编译。

4、安装openocd

OpenOCD（Open On-Chip Debugger）是开源片上调试器，OpenOCD旨在提供针对嵌入式设备的调试、系统编程和边界扫描功能。

OpenOCD的功能是在仿真器的辅助下完成的，仿真器是能够提供调试目标的电信号的小型硬件单元。仿真器是必须的，因为调试主机（运行OpenOCD的PC）通常不具备这种电信号的直接解析功能。

通过网站下载OpenOCD的windows包： OpenOCD下载地址

网站如下图所示：

把下载的压缩包解压出来，这个OpenOC是免安装的，比如我解压在D盘：

添加环境变量步骤：

安装完成以后可以查看版本号如下图：

openocd的操作模式

openocd -f <接口配置文件> -f <目标芯片配置文件> -c <要执行的命令>

比如：

openocd -f interface/stlink-v2.cfg -f target/stm32l0.cfg
openocd -f interface/jlink.cfg -f target/stm32f1x.cfg

如果想了解更多，可以去查看官方的指导手册：openocd官方手册

5、Makefile的修改

Makefile 中的有些语法 是 linux下的，例如下面的clean：

#######################################
# clean up
#######################################
clean:
	-rm -fR $(BUILD_DIR)

在window CMD终端中，make clean是不会成功的，这个时候你需要改成CMD下可以执行的操作：

#######################################
clean:
#	-rm -fR $(BUILD_DIR)
	-del /q $(BUILD_DIR)
  
#######################################

使用CubeMX生成的Makefile，是不支持浮点数打印的，所以需要加上
-u_printf_float -u_sprintf_float，如下图：

# libraries
LIBS = -lc -lm -lnosys 
LIBDIR = 
LDFLAGS = $(MCU) -u_printf_float -u_sprintf_float -specs=nano.specs -T$(LDSCRIPT) $(LIBDIR) $(LIBS) -Wl,-Map=$(BUILD_DIR)/$(TARGET).map,--cref -Wl,--gc-sections

我们目的是使用openocd进行烧录，指令都是上面openocd 使用指令的集合，我们需要使用一个伪指令make download（名字其实按照自己的习惯命名就可以）：

# Generate dependency information
CFLAGS += -MMD -MP -MF"$(@:%.o=%.d)"
# 这里需要使用绝对路径，根据自己的环境路径配置
INTERFACE_CFG="D:\Program Files\openocd\share\openocd\scripts\interface\stlink-v2.cfg"
TARGET_CFG="D:\Program Files\openocd\share\openocd\scripts\target\stm32l0.cfg"
# linux下的路径
# INTERFACE_CFG=/usr/local/share/openocd/scripts/interface/stlink-v2.cfg
# TARGET_CFG=/usr/local/share/openocd/scripts/target/stm32l0.cfg 

#######################################
# LDFLAGS
#######################################
...
#######################################
# clean up
#######################################
clean:
	-rm -fR $(BUILD_DIR)

download:
	openocd -f $(INTERFACE_CFG) -f $(TARGET_CFG) -c init -c reset -c halt -c\
	"flash write_image erase $(BUILD_DIR)/$(TARGET).hex" -c reset -c shutdown
	
# 建议使用program，前面不需要加-c reset，实际测试更加稳定
# download:
# 	openocd -f $(INTERFACE_CFG) -f $(TARGET_CFG) -c init -c halt -c\
# 	"program $(BUILD_DIR)/$(TARGET).hex" -c reset -c shutdown
 
#######################################
# dependencies
#######################################

6、烧录过程的说明

make download 的操作：

1. -f interface/stlink-v2.cfg
   根据相关目录下的文件配置使用J-link还是st_link,
   示例中使用的是stlink
2. -f target/stm32l0.cfg
   选择对应的芯片配置文件
   示例中使用的是stm32l0系列
3. -c init 初始化
4. -c reset 芯片复位 （因为在实际使用中发现烧录完成后会给芯片写保护，导致再次使用此方法无法烧录，必须复位一次）
   经过后来测试发现使用 program xx.hex 指令烧录是不需要在前面在 reset 的，而且每次都能章程烧录
   使用 flash write_image erase xx.hex 有时候会失败，写入以后也会给芯片写保护，需要加reset
5. -c halt 挂起，等待烧录
6. -c “flash write_image erase xx.hex” 或者 -c “program xx.hex”
   烧录对应的hex文件
   如果是烧录bin文件，需要指定烧录的起始地址 -c “program xx.bin 0x08000000”
7. -c reset 芯片复位，自动运行
8. -c shutdown 自动关闭openocd的操作窗口

7、使用 Jlink 烧录问题说明

以上的步骤我在使用 ST-LINK 的时候一切正常，但是在用到Jlink 的时候，也是遇到了问题，主要是2个问题，一个是Jlink使用SWD模式的问题，另外一个是openocd不识别jlink的问题。

openocd下无法找到J-Link设备：

7.1 openocd下如何识别J-Link

openocd无法识别jlink的官方的标准驱动，需要修改驱动，怎么修改我也是参照了网上前辈们的总结，需要用到 zadig 这个工具，下面给出官方下载地址：zadig下载地址

如果官方地址下载太慢了，可以到其他网站找找，这个软件我也放在了我上传的工具包里面

exe文件直接运行，软件打开后选择Options，点击List ALL Devices：

然后再出来的设备中选中Jlink（千万不要乱选，乱选操作失误鼠标键盘什么都用不了了）：

选中后会识别Jlink的版本，点击下面的Replace Driver就可以

还是记住一下自己的版本，因为这个转化是不可逆的，就是你用正常的驱动，Keil能正常用，j-scope，j-flash能正常用，换成这个以后，只能在openocd下使用了！！！

先不慌，后面我还会测试下，如何换回去= =！

换完驱动后，操作试一下，如下图，可以正常识别出J-Link（其他信息不用在意，下面我们会全部解决）：

7.2 openocd使用 J-Link swd模式

我们在能够识别J-Link后，发现也不能正常烧录，这主要是STM32设置的调试模式问题，我们现在开发一般使用的都是SWD模式：

然而我们可以看看 在openocd的相关路径下面 openocd\scripts\interface\jlink.cfg文件：

只是把设备选成了Jlink，没有做别的任何处理，所以我们选择swd模式无法调试下载，虽然我们可以在指令中直接加上 transport select swd，但是为了以后方便，我们可以自己做一个cfg文件，如图：

保存以后再根据我们前面讲过的知识，Makefile中添加如下（换了一套电脑，所以路径有点不一致）：

#省略
INTERFACE_CFG="D:\OpenOCD-20210729-0.11.0\share\openocd\scripts\interface\jlink-swd.cfg"
TARGET_CFG="D:\OpenOCD-20210729-0.11.0\share\openocd\scripts\target\stm32f1x.cfg"
#省略
#######################################
clean:
#	-rm -fR $(BUILD_DIR)
	-del /q $(BUILD_DIR)

down: 
	openocd -f $(INTERFACE_CFG) -f $(TARGET_CFG) -c init -c halt -c \
	"program $(BUILD_DIR)/$(TARGET).hex" -c reset -c shutdown 

#######################################

最终，使用J-Link正常烧录：

7.3 J-Link 恢复到 SEGGER J-Flash 使用

点击卸载设备，勾选删除此设备的驱动程序软件进行卸载。

删除完成后，重新拔插J-link，我这边测试，因为本身电脑上有官方的驱动，所以居然自动识别出了，然后在Keil下测试了一下，也能识别烧录：

通过 Keil 工具查看：

OK，这样我们就还原成功！当然这个时候，openocd是用不了了，不过我这里只是为了测试下如何还原，不至于使得J-Link变砖。

7.4 换板子出现的Jlink烧录问题（未解决）

最近用了另外一块L051的板子在上次修改的Jlink上面烧录，发现出现如下问题：

这个网上查了很多，也没直接得到答案，自己也修改过配置，也没有得到答案。

网上所谓的改stm32l0.cfg文件中的reset_config srst_nogate或者是set _WORKAREASIZE 0x800都试过没用的：

折腾了好一段时间，最后还是换成ST-link烧录的。

8、gcc下pirntf 的重定义

我们以前在Keil开发STM32的时候，printf都需要重定义才能正常观察打印结果，在gcc下和Keil下的重定义是不一样的，我直接给出我使用的方式：

/* USER CODE BEGIN 0 */
#if 1
#include 

#ifdef __GNUC__
  #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
  PUTCHAR_PROTOTYPE
  {
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)&ch, 1, HAL_MAX_DELAY);
    return ch;
  }
  int _write(int file, char *ptr, int len)
  {
    int DataIdx;
      for (DataIdx = 0; DataIdx < len;DataIdx++){
            __io_putchar(*ptr++);
      }
      
    return len;
  }
  
  #else
    /* 告知连接器不从C库链接使用半主机的函数 */
  #pragma import(__use_no_semihosting)

  /* 定义 _sys_exit() 以避免使用半主机模式 */
  void _sys_exit(int x)
  {
      x = x;
  }

  /* 标准库需要的支持类型 */
  struct __FILE
  {
      int handle;
  };

  FILE __stdout;

  int fputc(int ch, FILE *stream)
  {
      /* 堵塞判断串口是否发送完成 */
      while((USART1->ISR & 0X40) == 0);

      /* 串口发送完成，将该字符发送 */
      USART1->TDR = (uint8_t) ch;

      return ch;
  }
    #endif	
#endif

二、使用 VScode插件Embedded IDE进行开发

1、安装 Embedded IDE插件

这种方法其实PC上还是得安装一下KEIL，使用这种方式的好处在于，VScode的代码编辑功能完爆KEIL太多了。在 VScode的 插件中，搜索 Embedded IDE ：

如果自动安装失败，可以到下面这个网址找到插件包，自动安装：Embedded IDE离线安装包

下载好以后，在VScode插件栏目中，选择从VSIX安装，如下图所示：

对于这个插件的使用，插件的作者本身其实已经写了很多很详细的，这里给个传送门使用文档

2、Embedded IDE插件配置操作说明

我这边分别针对STM32F系列和nRF52832系列做一下简单演示，找到插件点击安装，安装好以后再VScode左边的工具栏会多出Embedded IDE 的图标，点击打开IDE的工作区域：

第一步，设置工具链路径，点击IDE工作区域的 设置工具链路径栏目，在弹出的界面中选择Keil安装路径中的 TOOLS.INI 文件：

上图操作完会弹出选择界面，选择KEIL5 安装路径下面的 TOOLS.INI 文件：

完成上述配置后，就可以导入项目了，我们先找一个STM32F103的项目测试下：

右下角会弹出项目是否将 EIDE 与原有的KEIL项目存于同一目录下，我这里作为测试，选择NO，然后得自己新建一个文件夹放置工程：

自己找位置选择一个文件夹（最好是英文不带空格），然后在弹出的是否立即切换工作区，选择继续：

EIDE工程就打开了，打开工程他会自动切换到 左边 Vscode资源管理器工作区栏目，但是我们的一些配置需要选中 左边EIDE：

3、STM32F103 工程编译烧录示例

配置好以后就可以进行编译了，编译的小按钮，编译成功如下图：

如果需要单步调试，需要安装Cortex-Debug，我这边的ST_linK调试还是有点问题，这里就不演示了，直接点击烧录测试：

4、nRF52832 工程编译烧录示例

下面我们找一个nRF52832的工程，按照步骤导入：

还是一样配置好，其他东西都是默认就可以，还是可以正常编译和烧录：

烧录过程：

结语

最近因为买了新电脑，所以又重复了一遍，来更新了一下文章，其实通用的方式还是第一种。