【STM32教程】第一章 构建STM32F10x Hal库工程的开发环境详解
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1 认识硬件环境
1.1 ARM简介
·ARM既指ARM公司，也指ARM处理器内核。
·ARM公司是全球领先的半导体知识产权（IP）提供商，全世界超过95%的智能手机和平板电脑都采用ARM架构。
·ARM公司设计ARM内核，半导体厂商完善内核周边电路并生产芯片。
1.2 STM32简介
·STM32是ST公司基于ARM Cortex-M内核开发的32位微控制器。
·STM32常应用在嵌入式领域，如智能车、无人机、机器人、无线通信、物联网、工业控制、娱乐电子产品等。
·STM32功能强大、性能优异、片上资源丰富、功耗低，是一款经典的嵌入式微控制器。
2 软件开发环境准备
基于HAL库的开发需要在Keil MDK与STM32Cube MX上进行。
2.1 Keil MDK安装
第一步：下载Keil MDK。
打开Keil MDK官方网站（https://www2.keil.com/mdk5）根据网站上的指引下载MDK安装的exe文件，在正式下载之前需要根据网站提示注册用户并填写必要的信息。
第二步：安装Keil MDK 5。
以管理员身份运行上一步下载的MDK安装程序，勾选同意用户协议（如下图）。
然后，选择Keil5的安装路径并填写用户信息。
随后进入Keil5安装进度条显示界面，等待安装完成点击“Finish”按钮，此后会自动弹出在线安装支持包的界面，因为我们会后续手动配置，所以直接关闭即可。
2.2 安装STM32Cube MX
安装STM32CubeMX必须具备的条件
（1）JRE（Java Runtime Environment）：JAVA运行环境。
（2）STM32CubeMX软件：生成初始化代码的地方。
（3）HAL库 PACK包：F0、F1、F3、H7等Cortex内核，都需要对应的PACK包安装。
第一步：安装JAVA JRE
64位JRE官网下载链接： （https://www.java.com/en/download/manual.jsp）
（1）勾选“更改目标文件夹”，点击“安装”。
（2）点击“更改（C）...”修改目标路径地址（也可以不用修改）。
（3）等待安装完成（20s左右的时间），关闭界面。
第二步：安装STM32CubeMX
（1）官网下载安装包：www.st.com/stm32cubemx，选择“Get Software”。
（2）选择对应的STM32CubeMX版本信息，本用例使用STM32CubeMX-5.3.0版本实测。
备注：不想在官网下可以在百度云盘下载如下提供STM32CubeMX(V6.1.1)云盘下载地址：
百度网盘链接: https://pan.baidu.com/s/1hsIibEmsB91xFclJd-YTYA?pwd=jauj
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（3）打开STM32CubeMX-5.3.0安装包，点击“Next”。
（4）同意协议“I accept the terms of this license agreement.”，点击“Next”。
（5） 勾选第一个即可，第二个选项是是否同意ST公司收集你的个人使用信息等。
（6）选择要安装的目录，点击“Next”。
（7）弹窗 Warning，点Yes即可。
备注：这句话意思是安装本软件可能会与文件夹之前文件冲突，导致文件夹之前文件丢失是否继续 点Yes继续即可。
（8） 默认设置，点击“Next”即可。
（9）等待安装完成，点击“Next”。
（10）安装完成后，点击Done，即可完成安装。
2.3 安装STM32 HAL库
STM32 HAL固件库是Hardware Abstraction Layer的缩写，中文名称是：硬件抽象层。HAL库是ST公司为STM32的MCU最新推出的抽象层嵌入式软件，为更方便的实现跨STM32产品的最大可移植性。HAL库的推出，可以说ST也慢慢的抛弃了原来的标准固件库，这也使得很多老用户不满。但是HAL库推出的同时，也加入了很多第三方的中间件，有RTOS，USB，TCP / IP和图形等等。
和标准库对比起来，STM32的HAL库更加的抽象，ST最终的目的是要实现在STM32系列MCU之间无缝移植，甚至在其他MCU也能实现快速移植。
并且从16年开始，ST公司就逐渐停止了对标准固件库的更新，转而倾向于HAL固件库和 Low-layer底层库的更新，停止标准库更新，也就表示了以后使用STM32CubeMX配置HAL/LL库是主流配置环境；
HAL库，有在线安装、离线安装两种方式。这里实测在线安装方式（离线安装方式请自行lookup）。
（1）打开STM32CubeMX 软件，点击右上角“Help”，选择“Manage embedded saftware packages”
（2）如下所示的选择型界面，勾选所需的HAL库，本教程开发的STM32F103C8t开发板作为演示，选择的则为STM32F1 —>STM32Cube MCU Package for STM32F1 Series 1.8.5版本。
（3）安装完毕后，点击右下角的Close即可。
2.4 St-Link V2使用
使用St-Link V2之前需要安装驱动，不然电脑无法操作单片机。驱动安装方法参考文章：http://t.csdn.cn/HnLK8
安装好驱动后需要用杜邦线按照以下规定来连接。
st-link与stm32板相连，需要遵照：
1) SWDIO与TMS引脚相连
2) GND与GND脚相连
3) SWCLK与TCK引脚相连
4) 3.3V VCC与板子上的3.3V引脚相连
3 构建模板工程的详细步骤
本小节以一个简单的工程（以点亮一个LED灯为例）介绍Stm32F103C8T6的Hal库工程开发模板。
3.1 STM32CubeMX新建工程
在STM32CubeMX中工程初步建立（新建工程选择芯片型号）。
3.2 时钟模块配置
（设置HSE，LSE，MCO）。
HSE与LSE勾选晶振。
3.3 时钟系统配置
（PLL，SYSCLK，AHB，APB1，APB2）。
由于STM32F10的外部晶振是8Mhz所以这里写8。
进入锁相环时候选择器选择外部晶振并且由于该芯片的时钟主频是72Mhz要给PLLMul乘9。
系统时钟选择的时候选择来自外部晶振的时钟。
由于此刻时钟频率超过官方限制所以这里会爆红。
所以要在APB1 Prescaler这里分频，即可得到完整的系统时钟配置。
3.4 GPIO引脚配置
（以连接LED灯的IO为例介绍如何配置）
本次 工程设计是要让引脚为PC13的LED亮起来所以需要在芯片上找到引脚PC13然后控制GPIO口PC13为输出（设置完成后PC13应该变为绿色）。
在GPIO口这里设置LED的初始电平，输出速度和该LED的宏定义。
3.5 Cortex内核配置（SYS（Debug）配置，NVIC（优先级分组））。
SYS由于是通过STlink仿真所以SYS设置为
3.6 生成工程代码（设置工程，MDK等，最后生成代码工程）。
生成过程如下:
Application Structure可以根据个人喜好来选择，选项中Advanced与Basic的区别如下：
其中Project name是自己取的工程名(不能取汉字)，Project Location最好是在桌面建一个文档来存储。
Toolchain 选择MDK进行编译。
对于HAL库的支持包由于此工程很简单所以只需要copy需要的库函数即可。
而Generated files勾选第一个是为了分开.c与.h文件方便进行管理。
对工程进行保存，然后点击Generate Code进行代码生成
3.7 编写用户程序（main.c文件预留的位置编写代码）。
点击Open Project 打开生成的代码会直接跳转到Keil MDK不用像库函数开发那样手动新建工程（如下图所示）。
尝试进行一次编译如果没有Warning和ERROR则自动生成代码没有问题。
然后点击魔术棒点Debug，仿真器选择STlink然后点Settings在flash Download中勾选Reset and Run。
然后对main.c进行编程点亮一个LED，对于用STM32CubeMX生成的初始代码，我们手写的代码有固定区域：STM32CubeMX生成的main.c代码中USER CODE BEGIN与USER CODE END 之间的区域就是手写代码的区域。（如下图标红框出的区域就是我们可以手写代码的区域。）
由于引脚初始设置为高电位，只需要将电平拉低即可点亮LED。代码如下。
// 代码样式示例
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while(1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
HAL_GPIO_WritePin(LED0_GPIO_Port, LED0_Pin, GPIO_PIN_RESET);
}
/* USER CODE END 3 */未编译下载之前面包板如图所示：
编译下载如下图所示：
每次代码修改之后都要先编译然后下载。
点亮LED如下图所示：
如果我们想重新点亮另外的灯，就需要在STM32CubeMX上重新设置IO口而重新设置之后我们手动添加的代码会保留下来，这个时候对IO口的宏定义非常重要。例如：我们用PA0端口来点亮一个LED只需要把PA0给设置为输出，然后将PC13的宏定义给PA0，这样就能将点的灯替换掉。（如下图所示）
而对于一个工程，如果不是替换IO口那么对于IO口的宏定义要保证不同，不能出现一个宏定义对应多个IO口，这样的话重新生成代码，会对我们之前自己写的代码产生影响。