Vscode搭建开发调试STM32/RISC-V环境IDE(最全面)

单片机开发IDE环境如KeilMDK，虽然操作简单，方便调试。但就是代码编辑风格很老套，中文符号乱码还是常有的事。而如今流行的vscode编辑器很不错，免费且相当轻量级，用来代码开发体验很不错，看着都舒服。Clion IDE体验更好，但就是它不免费且体积较大。Stm32cubeIDE生成工程模板和配置方便，但自动补全还是太烂了，总之各有优劣。

前言

这里介绍下Vscode搭建开发调试STM32的IDE，分享给有需要的朋友。

跟稚晖君的基于Clion的如出一撤，都是基于Cmake的工程，其实并不限于芯片是STM32还是RISC-V，原理都是一样的(使用Cmake管理项目，调用交叉工具链编译链接，使用openocd在线调试)。

虽然Vscode下也有EIDE插件，但是个人感觉它略显繁琐，还是Cmake的更通用些。用Vscode开发STM32简直不要太爽，希望大家都能优雅的嵌入式开发。图引用自稚晖君的《配置CLion用于STM32开发【优雅の嵌入式开发】》

【注】

对于当前较火的RISC-V单片机来说，只有有交叉编译工具链，一样可以适用 vscode来配置和开发。RISC-V官方支持的调试器上位机是openocd。openocd是地表最强大(没有之一)的开源调试上位机，支持各种target(ARM(M、A系列)、FPGA、RISC-V等)，支持各种调试器(Jlink、CMSIS-DAP、FTDI等)，支持JTAG和SWD接口。

环境准备

软件环境

• STM32CubeMX （非必须，有好处是可以帮你快速配置，若有工程模板可忽略）
• VScode(安装相关插件cmakeTools,cortexDebug)
• MinGW64(windows环境下的gcc工具链)
• OpenOCD( 或者jlinkGdbServer也可以)
• gcc-arm-none-eabi （arm的gcc交叉编辑工具链，安装后需添加进环境变量）

用到的资源链接

直接从ST官网下载可执行文件

• MinGW 【https://sourceforge.net/projects/mingw-w64/files/】
• Cmake  【Download | CMake】
• STM32CubeMX【STM32CubeMX - STM32Cube初始化代码生成器 - 意法半导体STMicroelectronics】
• arm-none-eabi-gcc 【https://developer.arm.com/open-source/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads】
• OpenOCD 【https://gnutoolchains.com/arm-eabi/openocd/】

以上CMake，MinGW64 ，arm-none-eabi-gcc和OpenOCD是必要软件。安装路径最好是没有中文和空格 。配置好环境变量，保证在cmd下这几行命令都能正常运行。

国外网站可能下载速度慢, 在这里提供我使用的工具链百度网盘地址

链接：https://pan.baidu.com/s/1NCQykQ57Xh6PFe28TU_GGw?pwd=goyj 
提取码：goyj 
--来自百度网盘超级会员V5的分享

环境变量配置好后，重启使得环境变量生效之后可以在命令行里用以下语句测试：

gcc -v
arm-none-eabi-gcc  -v 

cmake  --version
如果有信息输出,那就是装好了。

不想麻烦建工程想尽快体验的，可以直接使用我的模板。

附工程项目源码下载链接，可直接用vscode打开：

https://download.csdn.net/download/qq8864/8785579

Vscode插件安装

vscode需要下载安装以下插件，第一个截图中仅划红线的需要：

 

 

cmake脚本内容

cmake组织编译规则都是基于CMakeLists.txt文件的，如果熟悉CMake应该会觉得很方便很强大。不熟悉的也没事，基本不需要额外修改什么，只需要知道怎么在这个文件里面添加源码目录和include文件夹的路径就行了，这个文件几乎很少改动。

#THIS FILE IS AUTO GENERATED FROM THE TEMPLATE! DO NOT CHANGE!
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Generic)
set(CMAKE_SYSTEM_VERSION 1)
cmake_minimum_required(VERSION 3.20)

# specify cross compilers and tools
set(CMAKE_C_COMPILER arm-none-eabi-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER arm-none-eabi-g++)
set(CMAKE_ASM_COMPILER arm-none-eabi-gcc)
set(CMAKE_AR arm-none-eabi-ar)
set(CMAKE_OBJCOPY arm-none-eabi-objcopy)
set(CMAKE_OBJDUMP arm-none-eabi-objdump)
set(SIZE arm-none-eabi-size)
set(CMAKE_TRY_COMPILE_TARGET_TYPE STATIC_LIBRARY)

# project settings
project(vscodeSTM32Demo  C CXX ASM)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
set(CMAKE_C_STANDARD 11)

#Uncomment for hardware floating point
#add_compile_definitions(ARM_MATH_CM4;ARM_MATH_MATRIX_CHECK;ARM_MATH_ROUNDING)
#add_compile_options(-mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16)
#add_link_options(-mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16)

#Uncomment for software floating point
#add_compile_options(-mfloat-abi=soft)

add_compile_options(-mcpu=cortex-m3 -mthumb -mthumb-interwork)
add_compile_options(-ffunction-sections -fdata-sections -fno-common -fmessage-length=0)

# uncomment to mitigate c++17 absolute addresses warnings
#set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -Wno-register")

if ("${CMAKE_BUILD_TYPE}" STREQUAL "Release")
    message(STATUS "Maximum optimization for speed")
    add_compile_options(-Ofast)
elseif ("${CMAKE_BUILD_TYPE}" STREQUAL "RelWithDebInfo")
    message(STATUS "Maximum optimization for speed, debug info included")
    add_compile_options(-Ofast -g)
elseif ("${CMAKE_BUILD_TYPE}" STREQUAL "MinSizeRel")
    message(STATUS "Maximum optimization for size")
    add_compile_options(-Os)
else ()
    message(STATUS "Minimal optimization, debug info included")
    add_compile_options(-Og -g)
endif ()

add_definitions(-DUSE_HAL_DRIVER -DSTM32F103xB -DUSE_STDPERIPH_DRIVER -DSTM32F10X_HD)

include_directories(./STM32F10x_FWLib/inc ./include)
file(GLOB_RECURSE SOURCES "startup/*.*" STM32F10x_FWLib/src/*.c "./source/*.c")

set(LINKER_SCRIPT ${CMAKE_SOURCE_DIR}/STM32F103C8Tx_FLASH.ld)

add_link_options(-Wl,-gc-sections,--print-memory-usage,-Map=${PROJECT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}.map)
add_link_options(-mcpu=cortex-m3 -mthumb -mthumb-interwork)
add_link_options(-T ${LINKER_SCRIPT})

add_link_options(-specs=nano.specs -specs=nosys.specs -u _printf_float)

add_executable(${PROJECT_NAME}.elf ${SOURCES} ${LINKER_SCRIPT})

set(HEX_FILE ${PROJECT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}.hex)
set(BIN_FILE ${PROJECT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}.bin)

add_custom_command(TARGET ${PROJECT_NAME}.elf POST_BUILD
        COMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} -Oihex $ ${HEX_FILE}
        COMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} -Obinary $ ${BIN_FILE}
        COMMENT "Building ${HEX_FILE}
Building ${BIN_FILE}")

工程配置

STM32CubeMX其实并不必要，我们只需要配一份CMake脚本和startup的*.s文件即可，可以通过STM32CubeMX生成，同一块板子也可以直接copy过来用就好。其中的STM32F103C8Tx_FLASH.ld文件为链接脚本文件，很重要，不同型号的片子不一样，它告诉编译器相关的编译后的可执行代码，内存变量，中断向量，链接在哪个存储区（.text，.rodata ，.data, .bss等段在RAM和ROM中的位置和布局 ）。

如何使用

初始项目工程代码，可以使用STM32Cubmx配置生成，也可以从其他地方拷贝过来，或者自己手工创建目录也可以。startup_stm32f103xb.s汇编文件和链接脚本文件是必要的。CMakeLists.txt文件也是必须的，可以自己编写或者使用写好的模板也可以，文中有提供现成的模板文件。有了这些后，至于是使用HAL库还是标准库都无所谓，跟使用什么库没关系。

在上述软件环境和插件都安装就绪的前提下，直接用Vscode打开工程源码文件夹(CMakeLists.txt所在的那个文件夹)即可。会自动识别cmake的工程配置，并在最下方展示的有相关项。如下图红色划线所示：

选择最下方状态栏的配置图标按钮，可以用来切换工具链，如下图所示： 

编译过程日志

[main] Configuring project: vscodeSTM32Demo 
[proc] Executing command: "D:\Program Files\CMake\bin\cmake.EXE" --no-warn-unused-cli -DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS:BOOL=TRUE -DCMAKE_BUILD_TYPE:STRING=RelWithDebInfo -DCMAKE_C_COMPILER:FILEPATH=C:\tools\arm-gcc\bin\arm-none-eabi-gcc.exe -DCMAKE_CXX_COMPILER:FILEPATH=C:\tools\arm-gcc\bin\arm-none-eabi-g++.exe -SD:/Users/Administrator/Desktop/test3/vscodeSTM32Demo -Bd:/Users/Administrator/Desktop/test3/vscodeSTM32Demo/build -G Ninja
[cmake] Not searching for unused variables given on the command line.
[cmake] -- Maximum optimization for speed, debug info included
[cmake] -- Configuring done
[cmake] -- Generating done
[cmake] -- Build files have been written to: D:/Users/Administrator/Desktop/test3/vscodeSTM32Demo/build


[main] Building folder: vscodeSTM32Demo 
[build] Starting build
[proc] Executing command: "D:\Program Files\CMake\bin\cmake.EXE" --build d:/Users/Administrator/Desktop/test3/vscodeSTM32Demo/build --config RelWithDebInfo --target all --
[build] [14/29   3% :: 0.202] Building C object CMakeFiles/vscodeSTM32Demo.elf.dir/source/main.c.obj
[build] [15/29   6% :: 0.222] Building C object CMakeFiles/vscodeSTM32Demo.elf.dir/STM32F10x_FWLib/src/core_cm3.c.obj
[build] [16/29  10% :: 0.265] Building C object CMakeFiles/vscodeSTM32Demo.elf.dir/source/printf_uart.c.obj
[build] [17/29  13% :: 0.297] Building C object CMakeFiles/vscodeSTM32Demo.elf.dir/STM32F10x_FWLib/src/stm32f10x_bkp.c.obj
[build] [18/29  17% :: 0.310] Building C object CMakeFiles/vscodeSTM32Demo.elf.dir/STM32F10x_FWLib/src/misc.c.obj
[build] [19/29  20% :: 0.325] Building C object CMakeFiles/vscodeSTM32Demo.elf.dir/STM32F10x_FWLib/src/stm32f10x_cec.c.obj
[build] [20/29  24% :: 0.339] Building C object CMakeFiles/vscodeSTM32Demo.elf.dir/STM32F10x_FWLib/src/stm32f10x_dbgmcu.c.obj
[build] [21/29  27% :: 0.355] Building C object CMakeFiles/vscodeSTM32Demo.elf.dir/STM32F10x_FWLib/src/stm32f10x_dac.c.obj

编译截图： 

烧录程序 & 在线调试

在烧录之前，必须添加仿真器配置文件，下面是DAP-link的烧录文件，大家根据自己手头上的下载器的参数进行修改，并保存为xxxlink.cfg的格式，放在工程目录下config的文件夹中；

# choose st-link/j-link/dap-link etc.
source [find interface/cmsis-dap.cfg]
transport select swd
# 0x10000 = 64K Flash Size
# 0x80000 = 512K Flash Size
set FLASH_SIZE 0x80000
source [find target/stm32f1x.cfg]
# download speed = 10MHz
adapter speed 10000
reset_config srst_only
#reset_config none

在工程根目录下新建一个文件夹config，在里面新建一个配置文件daplink.cfg（因为我这里使用的是DapLink作为仿真器），文件的内容如下：

# choose st-link/j-link/dap-link etc.
adapter driver cmsis-dap
transport select swd
​
# 0x10000 = 64K Flash Size
set FLASH_SIZE 0x20000
​
source [find target/stm32f1x.cfg]
​
# download speed = 10MHz
adapter speed 10000

如果是用ST-Link的话：

# choose st-link/j-link/dap-link etc.
#adapter driver cmsis-dap
#transport select swd
source [find interface/stlink.cfg]
transport select hla_swd
source [find target/stm32f1x.cfg]
# download speed = 10MHz
adapter speed 10000

前两行设置了仿真器的类型和接口，下面几行指定了Flash大小、芯片类型、下载速度等。

如果对自己的芯片不知道怎么设置，可以参考OpenOCD自带的一系列配置文件，路径在OpenOCD安装目录的share\openocd\scripts下

在配置文件中不要加reset_config srst_only这一句，会导致下载失败，这一句是指示系统重启的，删除不影响下载。

ISP串口烧录程序

如果不需要在线仿真调试的话， 到这里就结束了。生成的hex文件可以直接使用串口工具下载程序。FlyMcu 工具软件是一款用于 STM32 芯片 ISP 串口烧录程序的专用工具，免费，且较为非常容易下手，好用便捷。使用串口一键下载有个前提条件，既你的电路板需要有一个RS串口转接电路，其中DTR和RTS是必须的，目的为了实现一键下载准备，做为BOOT0电平置高电平，才能将STM芯片引导到串口烧录程序，原理是通过DTR和RTS控制了boot管脚的变化使得芯片进入boot升级模式。

工具下载地址： 单片机在线编程网：www.mcuisp.com单片机在线编程网

仿真器下载程序

在终端输入命令openocd -f interface/stlink-v2.cfg -f target/stm32f4x.cfg -c "program build/VSCodeF4.hex verify reset exit"即可下载程序。

若在VSCode中实现像Keil那样的调试，需要配置调试文件，点击左侧调试按钮。选择创建launch.json文件。选择C++(GDB/LLDB)，再选择默认配置。

选择Cortex Debug: OpenOcd 

项目根目录下的.vscode文件夹里的 launch.json编辑并增加以下内容（configFiles和svdFile配置），executable路径需要修改为实际生成elf文件的路径：

{
    // Use IntelliSense to learn about possible attributes.
    // Hover to view descriptions of existing attributes.
    // For more information, visit: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "cwd": "${workspaceRoot}",
            "executable": "./bin/executable.elf",
            "name": "Debug with OpenOCD",
            "request": "launch",
            "type": "cortex-debug",
            "servertype": "openocd",
            "configFiles": [
                "stlink-v2.cfg",
                "stm32f4x.cfg"
            ],
            "searchDir": [],
            "runToEntryPoint": "main",
            "showDevDebugOutput": "none",
            "svdFile": "./STM32F40x.svd"

        }

    ]
}

关于OpenOCD 

从上面IDE的步骤中可以看出，OpenOCD 就是一个连通gdb和硬件调试器的工具，linux，macos，windows都可用。OpenOCD 支持大量的硬件调试器，常见的比如stm32常用的stlink，jlink调试器等。OpenOCD是一个运行于PC上的开源调试软件，最初是由Dominic Rath同学还在大学期间发起的（2005年）项目。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。

SVD文件为单片机寄存器文件，加入这个文件才可以再调试时看寄存器的值，寄存器值变化可见需要在程序中打断点，才能看到寄存器值的变化。关于stm32单片机的svd文件，可在keil的芯片包安装路径下找到。（安装了keil以及芯片包才能找到）

运行调试界面：

 到此结束，有问题欢迎交流！最后可以愉快的使用vscode开发啦，助你开发愉快！

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