大家好，我是小麥，之前使用ST的開(kāi)發(fā)套件STM32Cube Ecosystem進(jìn)行一些開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)，STM32的相關(guān)開(kāi)發(fā)工作可以方便很多，這里對(duì)此做一個(gè)簡(jiǎn)單的分享，沒(méi)有用過(guò)的同學(xué)可以對(duì)此有一個(gè)初步的了解。

STM32Cube Ecosystem

記得我在ST剛推出CubeMX的時(shí)候就嘗試過(guò)，那時(shí)候自動(dòng)生成的外設(shè)初始化代碼都會(huì)有一些小錯(cuò)誤，現(xiàn)在，隨著這套系統(tǒng)的迭代升級(jí)，Cube生態(tài)也越來(lái)越完善，并且使用也越來(lái)越方便。

ST推出的STM32Cube Ecosystem提供了免費(fèi)整套的開(kāi)發(fā)軟件工具和嵌入式軟件包，其中可以從芯片的外設(shè)配置，程序開(kāi)發(fā)，程序下載以及系統(tǒng)監(jiān)視一系列的功能。如下圖所示；

STM32Cube Ecosystem

• STM32 CubeMX 幾乎STM32的設(shè)備都可以使用這個(gè)工具初始化配置代碼，這個(gè)是基于Java開(kāi)發(fā)的圖形化界面配置軟件，可以為Cortex-M自動(dòng)生成需要配置的C代碼，還可以為支持Linux系統(tǒng)的Cortex-A內(nèi)核生成設(shè)備樹(shù)。
• STM32 CubeIDE  這是一款ST推出的免費(fèi)的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，基于Eclipse和GNU C/C++ 等開(kāi)源工具鏈，可以編譯調(diào)試代碼，并且官方也將STM32 CubeMX集成到IDE中，這樣整個(gè)軟件的配置和開(kāi)發(fā)變得渾然一體，便捷非常。
• STM32CubeProgrammer 軟件編程工具，支持（JTAG，SWD，UART，USB DFU，I2C，SPI，CAN）等方式對(duì)設(shè)備和外部存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)。
• STM32CubeMonitor 系列工具。強(qiáng)大的監(jiān)視工具可幫助開(kāi)發(fā)人員實(shí)時(shí)微調(diào)其應(yīng)用程序的行為和性能，這個(gè)目前還沒(méi)有嘗試，暫且先相信官方的自夸吧。

所以使用以上的ST Cube全家桶進(jìn)行STM32的軟件開(kāi)發(fā)，還是有不少坑要在實(shí)踐過(guò)程中慢慢爬，整體的一個(gè)流程基本如下；

開(kāi)發(fā)流程

• 第一步：使用 CubeMX初始化相應(yīng)的芯片外設(shè)功能等等；
• 第二步：使用CubeIDE進(jìn)行代碼編輯調(diào)試等操作，當(dāng)然，如果你喜歡也可以使用IAR，Keil，或者VSCode，這個(gè)完全出自個(gè)人喜好和習(xí)慣，但是據(jù)說(shuō)CubeIDE里集成了CubeMX，這個(gè)難道不香嗎? 加上如果想使用 gcc編譯器，那也省去了很多配置的麻煩；
• 第三步：使用CubeProgrammer進(jìn)行程序燒錄，主要是支持的協(xié)議多啊，還可以吧，感覺(jué)是吹的挺厲害的；
• 第四步：以后可能會(huì)出更多的功能插件，目前感覺(jué)不是十分必要。

CubeMX

STM32 CubeMX的安裝，十分簡(jiǎn)單，不過(guò)下載需要提交郵箱，基本根據(jù)系統(tǒng)提示就可以完成，另外，STM32 CubeMX目前自動(dòng)生成的代碼支持官方的HAL庫(kù)和LL庫(kù)，像以前筆者常用的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)就已經(jīng)被ST拋棄了，最新的STM32F7已經(jīng)不支持標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)了。同時(shí)，CubeMX初始化生成C代碼項(xiàng)目，最終的工程可以符合IAR，Keil MDK和GCC，所以這里相對(duì)來(lái)說(shuō)比較方便，不用對(duì)著手冊(cè)擼寄存器了，也不用對(duì)著官方標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)demo進(jìn)行移植，真的是哪里不會(huì)點(diǎn)哪里。

• HAL庫(kù)的封裝相對(duì)來(lái)說(shuō)好一點(diǎn)，但是代碼讀起來(lái)相對(duì)比較冗雜，通用性和移植性好，符合軟件工程的設(shè)計(jì)思想，那么會(huì)犧牲一點(diǎn)效率了。
• LL庫(kù)會(huì)再底層一點(diǎn)，這幾個(gè)的選擇還是看個(gè)人喜好和團(tuán)隊(duì)的需要了。

CubeIDE

在官網(wǎng)下載CubeIDE這個(gè)軟件并安裝，假設(shè)你已經(jīng)成功安裝并打開(kāi)了軟件，會(huì)看到；

CubeIDE已經(jīng)集成了CubeMX了，新建STM32工程，step by step即可快速開(kāi)始了。

CubeProg

整體看了一下 STM32 CubeProg 的介紹，其實(shí)有點(diǎn)還是可以的，首先這個(gè)軟件支持多平臺(tái)如：Windows, Linux, macOS等等，Java 進(jìn)行開(kāi)發(fā)的有點(diǎn)，這一系列差不多都是用Java開(kāi)發(fā)的，另外可能對(duì)st-link的支持比較好，如果使用jlink的話(huà)，用個(gè)openocd也無(wú)妨，但是畢竟是套裝，下面簡(jiǎn)單羅列一下；

• 支持擦除，讀寫(xiě)Flash等等操作；
• 支持Motorola S19, HEX, ELF 和 二進(jìn)制格式；
• ST-LINK的固件升級(jí)；
• 多平臺(tái)：Windows, Linux, macOS，其實(shí)就看好這一點(diǎn)；

CubeIDE進(jìn)行開(kāi)發(fā)

使用STM32CubeIDE快速創(chuàng)建STM32的HAL庫(kù)工程。

STM32CubeIDE Home

進(jìn)入到官網(wǎng)的下載界面，選擇符合對(duì)應(yīng)的操作系統(tǒng)和對(duì)應(yīng)的版本，下載安裝，下載界面如下圖所示；

下載界面

地址：https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubeide.html

安裝完成之后，打開(kāi)STM32CubeIDE會(huì)直接進(jìn)入主頁(yè)，這里開(kāi)始創(chuàng)建STM32工程或者導(dǎo)入工程，如下圖所示；

Read STM32CubeIDE Documentation有大量的官方文檔；可以快速入門(mén)，包括；

• 安裝教程；
• 用戶(hù)手冊(cè)；

生成工程

設(shè)置工程名稱(chēng)和路徑之后就基本完成工程的創(chuàng)建了，具體如下圖所示；

創(chuàng)建工程

在此期間可能會(huì)聯(lián)機(jī)下載庫(kù)文件和相應(yīng)MCU的外設(shè)文件，這里要保持網(wǎng)絡(luò)暢通，并耐心等待；

成功創(chuàng)建工程之后，如下圖所示；

在這里插入圖片描述

可以看到左邊是HAL庫(kù)，右邊是CubeMAX的配置界面，至此已經(jīng)完成了工程的生成了，那么下一步進(jìn)行進(jìn)行編譯和下載。

另外在文件列表中可以看到TEST.ioc文件，這是CubeMAX的配置文件，相當(dāng)于一些軟件的ini文件，CubeMAX主要通過(guò)讀寫(xiě)該文件將設(shè)備的配置保存和加載的軟件中，直接用文本編輯器打開(kāi)可以看到具體的信息如下所示；

#MicroXplorer Configuration settings - do not modify
FREERTOS.IPParameters=Tasks01
FREERTOS.Tasks01=defaultTask,0,128,StartDefaultTask,Default,NULL
File.Version=6
KeepUserPlacement=false
Mcu.Family=STM32F1
Mcu.IP0=FREERTOS
Mcu.IP1=NVIC
Mcu.IP2=RCC
Mcu.IP3=SYS
Mcu.IPNb=4
Mcu.Name=STM32F103Z(C-D-E)Tx
Mcu.Package=LQFP144
Mcu.Pin0=VP_FREERTOS_VS_CMSIS_V1
Mcu.Pin1=VP_SYS_VS_ND
Mcu.Pin2=VP_SYS_VS_Systick
Mcu.PinsNb=3
Mcu.ThirdPartyNb=0
Mcu.UserConstants=
Mcu.UserName=STM32F103ZETx
MxCube.Version=5.3.0
MxDb.Version=DB.5.0.30
NVIC.BusFault_IRQn=true\:0\:0\:false\:false\:true\:false\:false\:false
NVIC.DebugMonitor_IRQn=true\:0\:0\:false\:false\:true\:false\:false\:false
NVIC.HardFault_IRQn=true\:0\:0\:false\:false\:true\:false\:false\:false
NVIC.MemoryManagement_IRQn=true\:0\:0\:false\:false\:true\:false\:false\:false
NVIC.NonMaskableInt_IRQn=true\:0\:0\:false\:false\:true\:false\:false\:false
NVIC.PendSV_IRQn=true\:15\:0\:false\:false\:false\:true\:false\:false
NVIC.PriorityGroup=NVIC_PRIORITYGROUP_4
NVIC.SVCall_IRQn=true\:0\:0\:false\:false\:false\:false\:false\:false
NVIC.SysTick_IRQn=true\:15\:0\:false\:false\:true\:true\:false\:true
NVIC.UsageFault_IRQn=true\:0\:0\:false\:false\:true\:false\:false\:false
PCC.Checker=false
PCC.Line=STM32F103
PCC.MCU=STM32F103Z(C-D-E)Tx
PCC.PartNumber=STM32F103ZETx
PCC.Seq0=0
PCC.Series=STM32F1
PCC.Temperature=25
PCC.Vdd=3.3
PinOutPanel.RotationAngle=0
ProjectManager.AskForMigrate=true
ProjectManager.BackupPrevious=false
ProjectManager.CompilerOptimize=6
ProjectManager.ComputerToolchain=false
ProjectManager.CoupleFile=false
ProjectManager.CustomerFirmwarePackage=
ProjectManager.DefaultFWLocation=true
ProjectManager.DeletePrevious=true
ProjectManager.DeviceId=STM32F103ZETx
ProjectManager.FirmwarePackage=STM32Cube FW_F1 V1.8.0
ProjectManager.FreePins=false
ProjectManager.HalAssertFull=false
ProjectManager.HeapSize=0x200
ProjectManager.KeepUserCode=true
ProjectManager.LastFirmware=true
ProjectManager.LibraryCopy=1
ProjectManager.MainLocation=Src
ProjectManager.NoMain=false
ProjectManager.PreviousToolchain=
ProjectManager.ProjectBuild=false
ProjectManager.ProjectFileName=TEST.ioc
ProjectManager.ProjectName=TEST
ProjectManager.StackSize=0x400
ProjectManager.TargetToolchain=STM32CubeIDE
ProjectManager.ToolChainLocation=
ProjectManager.UnderRoot=true
ProjectManager.functionlistsort=1-SystemClock_Config-RCC-false-HAL-false
RCC.APB1Freq_Value=8000000
RCC.APB2Freq_Value=8000000
RCC.FamilyName=M
RCC.IPParameters=APB1Freq_Value,APB2Freq_Value,FamilyName,PLLCLKFreq_Value,PLLMCOFreq_Value,TimSysFreq_Value
RCC.PLLCLKFreq_Value=8000000
RCC.PLLMCOFreq_Value=4000000
RCC.TimSysFreq_Value=8000000
VP_FREERTOS_VS_CMSIS_V1.Mode=CMSIS_V1
VP_FREERTOS_VS_CMSIS_V1.Signal=FREERTOS_VS_CMSIS_V1
VP_SYS_VS_ND.Mode=No_Debug
VP_SYS_VS_ND.Signal=SYS_VS_ND
VP_SYS_VS_Systick.Mode=SysTick
VP_SYS_VS_Systick.Signal=SYS_VS_Systick
board=custom
isbadioc=false

這個(gè)不用太關(guān)心，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)圖形化界面去配置，軟件會(huì)自動(dòng)修改這個(gè)配置文件的。

程序下載

可以在工具欄直接點(diǎn)擊錘子

build

快速進(jìn)行構(gòu)建，最終會(huì)自動(dòng)生成elf的文件，也就是仿真器可以燒錄的文件；然后可以在窗口直接查看Build的信息，包括報(bào)錯(cuò)等等，具體如下；

12:52:59 **** Incremental Build of configuration Debug for project TEST ****
make -j4 all 
arm-none-eabi-gcc "../Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/Src/stm32f1xx_hal_cortex.c" -mcpu=cortex-m3 -std=gnu11 -g3 -DSTM32F103xE -DUSE_HAL_DRIVER -DDEBUG -c -I../Inc -I../Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F1xx/Include -I../Drivers/CMSIS/Include -I../Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/Inc/Legacy -I../Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/Inc -O0 -ffunction-sections -fdata-sections -Wall -fstack-usage -MMD -MP -MF"Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/Src/stm32f1xx_hal_cortex.d" -MT"Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/Src/stm32f1xx_hal_cortex.o" --specs=nano.specs -mfloat-abi=soft -mthumb -o "Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver/Src/stm32f1xx_hal_cortex.o"
...
Finished building target: TEST.elf
 
arm-none-eabi-objdump -h -S  TEST.elf  > "TEST.list"
arm-none-eabi-size   TEST.elf 
   text    data     bss     dec     hex filename
   3860      20    8228   12108    2f4c TEST.elf
Finished building: default.size.stdout

點(diǎn)擊工具欄的蟲(chóng)子圖標(biāo)

debug

進(jìn)行調(diào)試；

工具欄

在菜單欄Run選項(xiàng)中找到Debug Configuratons，如下圖所示，配置調(diào)試用的仿真器和接口方式，最后點(diǎn)擊Debug即可將TEST.elf下載到target中。

調(diào)試器配置

成功開(kāi)始調(diào)試之后，如下圖所示；

開(kāi)始調(diào)試

結(jié)語(yǔ)

對(duì)于Cube進(jìn)行了簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)和介紹，目前還有不少坑要爬，建議看一下HAL的封裝，有必要LL也可以看看，基本上還是符合CMSIS那套標(biāo)準(zhǔn)。另外關(guān)于開(kāi)發(fā)環(huán)境，如果需要使用CubeIDE進(jìn)行開(kāi)發(fā)，它已經(jīng)集成了CubeMAX，則無(wú)需另外下載了，直接一站式服務(wù)搞定，如果只需要生成初始化代碼，那么CubeMAX還是有必要單獨(dú)裝一下的。