基于VSCode搭建STM32開發(fā)環(huán)境
眾所周知，Keil是一款收費(fèi)軟件，雖然可以Po解使用，但很多公司還是有點(diǎn)害怕，想必有不少讀者都收到過**函。
之前，開發(fā)單片機(jī)項(xiàng)目，可以說 Keil 是最佳選擇之一，但VSCode橫空問世之后，這種格局被打破。
因?yàn)?VSCode 免費(fèi)且好用，可以安裝各種插件，很多工程師逐漸從Keil 轉(zhuǎn)向了 VSCode。而且，VSCode還能實(shí)現(xiàn) Keil 不能實(shí)現(xiàn)的一些功能。
下面就給大家分享一下 VSCode 搭建 STM32 開發(fā)環(huán)境的一些常規(guī)且使用的功能。
一、需要的軟件和工具
下載 LLVM：用于代碼補(bǔ)全，其實(shí)可以理解為 Clang。因?yàn)閂S Code 中“C/C++”插件的自動(dòng)補(bǔ)全功能不太好用。STM32中好多庫函數(shù)都補(bǔ)全不出來。記得按照好之后，將路徑
添加到環(huán)境變量里。
下載安裝 Git for Windows: 提供Git支持和MINGW64指令終端。
下載安裝 arm-none-eabi-gcc：選擇gcc-arm-none-eabi-5\_4-2016q3-20160926-win32.exe(md5)這里是一個(gè)2016年的，我目前也是用的這個(gè)，好像還有其他的新版的下載，GNU Arm Embedded Toolchain。正常安裝后，記得需要將軟件的安裝目錄下的bin文件夾設(shè)置進(jìn)入環(huán)境變量PATH中。
下載 OpenOCD for Windows：一個(gè)開源的片上調(diào)試器(Open On-Chip Debugger)。在Windows下自己編譯可能有問題 。所以，我們選擇編譯好的。下載后的文件不是安裝包，把程序文件夾放入自己的軟件安裝目錄下，將軟件的bin文件夾路徑加入用戶環(huán)境變量PATH中。
STM32CubeMX：用于生成帶makefile的工程。這樣我們就可以不用自己寫MakeFile了。套用他的模板，然后修改為自己的目錄就可以。
二、搭建編譯環(huán)境
1. 用STM32Cube創(chuàng)建工程。
STM32CubeMX生成的是用HAL庫開發(fā)的項(xiàng)目，具體怎么配置這里就不介紹了，只介紹與主題有關(guān)的部分。
（1）STM32CubeMx芯片包（固件庫）下載，注意事項(xiàng)：
需要選擇
help -> updater settings ->Connection Parameters設(shè)置好網(wǎng)絡(luò)后，才能下載固件包。（2）生成工程。選擇MakeFile選項(xiàng)。
注意： 4.18.0以下的版本是沒有Makefile這個(gè)選項(xiàng)的。最后下載一個(gè)中間版本，因?yàn)?.0以上的版本界面很亂。我選擇的是 4.27.0.
2.配置VS Code
（1）打開工程所在的文件夾。在右鍵“用VS Code打開工程文件夾”，
你將會(huì)看到這樣的目錄結(jié)構(gòu)
.ioc文件是STM32Cube的工程文件，Inc和Src是供用戶修改的源碼，Driver里是STM32和ARM CMSIS的庫，最好不要修改。不過，如果你要采用標(biāo)準(zhǔn)庫開發(fā)的話，就修改為標(biāo)準(zhǔn)庫的Driver.
（2）安裝VS Code插件，需要這幾樣：
（3）配置VS Code內(nèi)置終端
這里將我們上面安裝的 Git for Windows 設(shè)置為VScode 的內(nèi)置終端。
文件–首選項(xiàng)–設(shè)置，搜索terminal，設(shè)置內(nèi)置終端的Shell為Bash（安裝VS Code的時(shí)候它會(huì)推薦你安裝Git，里面有這個(gè)Bash）?；蛘叽蜷_ Settings.json添加下面兩句。
"terminal.integrated.shell.windows":"D:\ProgramFiles\Git\bin\bash.exe", "terminal.external.windowsExec":"D:\ProgramFiles\Git\bin\bash.exe"
然后按Ctrl+` 就可以打開終端，看到Bash了
（4）配置智能補(bǔ)全、智能感知插件。
前面我們安裝了 LLVM 用它來實(shí)現(xiàn)智能補(bǔ)全，與糾錯(cuò)，自然就需要一個(gè)路徑去尋找這些文件。因此我們需要一個(gè)。
c\_cpp\_properties.json文件的配置文件。我們在當(dāng)前目錄的.vscode文件夾下創(chuàng)建
c\_cpp\_properties.json配置文件，用來告訴VS Code我們定義的宏與文件的路徑。{ "configurations":[ { "name":"Win32", "browse":{ "path":[ "${workspaceFolder}/", "${workspaceFolder}/Drivers/CMSIS", "${workspaceFolder}/Drivers/FWlib/inc", "${workspaceFolder}/Drivers/CMSIS/startup", "${workspaceFolder}/User/inc", "${workspaceFolder}/User", "${workspaceFolder}/ThirdParty/crclib/include" ], "limitSymbolsToIncludedHeaders":true }, "includePath":[ "${workspaceFolder}/", "${workspaceFolder}/", "${workspaceFolder}/Drivers/CMSIS", "${workspaceFolder}/Drivers/FWlib/inc", "${workspaceFolder}/Drivers/CMSIS/startup", "${workspaceFolder}/User/inc", "${workspaceFolder}/User", "${workspaceFolder}/ThirdParty/crclib/include" ], "defines":[ "_DEBUG", "UNICODE", "_UNICODE", "__CC_ARM", "USE_STDPERIPH_DRIVER", "STM32F10X_HD" ], "compilerPath":"C:\ProgramFiles\LLVM\bin\clang-format.exe", "cStandard":"c11", "cppStandard":"c++17", "intelliSenseMode":"clang-x64" } ], "version":4 }
注意：如果提示
variable “uint32\_t” is not a type name不是一個(gè)type類型。則需要 添加宏定義
\_\_CC\_ARM，如果沒有該宏定義，則uint32\_t類型會(huì)報(bào)錯(cuò)。并且結(jié)構(gòu)體中使用了uint32\_t定義的成員，也會(huì)補(bǔ)全不了。
(5)編譯程序
gcc下編譯過程如下圖所示：
-
.c文件 經(jīng)過arm-none-eabi-gcc編譯成.o文件
-
.s文件 經(jīng)過arm-none-eabi-as編譯成.o文件
-
.o文件 和.a文件 經(jīng)過arm-none-eabi-ld鏈接成.elf文件
-
.elf文件 經(jīng)過arm-none-eabi-objcopy和arm-none-eabi-objdump轉(zhuǎn)換成 hex文件/dis文件
-
arm-none-eabi-gdb使用.elf文件 進(jìn)行debug
在Terminal下輸入make指令，即會(huì)開始build程序
編譯完成后，生成的所有文件都會(huì)放在Build文件夾下.
注意： 由于我安裝了 Qt. Qt中自帶了 mingw32-make.exe。我把這個(gè)文件復(fù)制了一份，重命名為make.exe。并且添加進(jìn)了環(huán)境變量中。因此我可以直接使用 make。
如果你沒有 make 的環(huán)境。可以下載一個(gè)choco包管理器，它類似于linux下的apt，只不過是windows下使用的。然后用choco安裝make即可：
如果改了source code，需要重新編譯程序，那就得先執(zhí)行make clean指令去刪除之前build好的所有東西。然后重新執(zhí)行make指令即可。
三、布局
搭建調(diào)試環(huán)境
1.配置openocd。
要運(yùn)行openocd這個(gè)gdb server，需要配置如下幾個(gè)參數(shù)：
首先我們打開openocd的安裝目錄，打開share/openocd/scripts，里面有很多提前寫好的配置文件。
target里存放目標(biāo)芯片的配置文件，例如stm32f4.cfg
interface里存放仿真器相關(guān)的配置文件，例如jlink.cfg，stlink.cfg.
當(dāng)我們啟動(dòng)openocd時(shí)，可以用-f參數(shù)來指定一個(gè)配置文件。例如:
openocd–finterface/stlink.cfg–ftarget/stm32f4.cfg
【注】配置仿真器的參數(shù)必須在配置目標(biāo)MCU的參數(shù)之前，否則將報(bào)錯(cuò)。
如果我們不帶參數(shù)啟動(dòng)，openocd就會(huì)自動(dòng)查找當(dāng)前目錄下有沒有名為openocd.cfg的文件，并把它作為配置文件來啟動(dòng)。因此，我們就在當(dāng)前工程下創(chuàng)建一個(gè)名為openocd.cfg的文件。
我們選擇使用ST-link，SWD接口，目標(biāo)芯片為stm32f1x。 (PS：這里注釋掉了SWD接口，如果采用Jlink 則需要SWD接口)。
這樣，我們連好板子上好電，直接在終端里敲openocd，即可啟動(dòng)。
openocd運(yùn)行時(shí)，這個(gè)shell終端就被占用了，我們一會(huì)要新開一個(gè)終端。
2.用gdb連接上openocd
(1)直接啟動(dòng)gdb，參數(shù)為編譯好的調(diào)試文件(.elf)
(2)使gdb連接上openocd 前面已經(jīng)說過openocd留給gdb的TCP/IP端口是3333，因此輸入：
targetremotelocalhost:3333
注意，在連接openocd的時(shí)候，一定需要先運(yùn)行 openocd 服務(wù)才能通信上，否則一直出現(xiàn) taget remote 錯(cuò)誤。
(3)下載代碼.
后面就和普通的gdb一樣操作了，加斷點(diǎn)，單步運(yùn)行什么的，網(wǎng)上可以搜到很多教程。
【注】 最后記得輸入q來退出gdb，以免影響后面的配置。
3.配置openocd任務(wù)與build任務(wù)
為了避免每次都在終端輸入 make 和 make clean ，與 openocd 。我們可以在VSCode 中，建立一個(gè) Task 來幫我們完成這個(gè)任務(wù)，
（1）在當(dāng)前目錄下創(chuàng)建build.py的文件。
（2）在VSCode界面下，單擊“任務(wù)”，選擇“配置任務(wù)”
按 F1，選擇"配置任務(wù)" .vscode目錄下就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)tasks.json配置文件.
注意上面是兩個(gè)任務(wù)，一個(gè)是openocd.用于連接st-link調(diào)試。一個(gè)是 build 用于編譯。
它相當(dāng)于是創(chuàng)建了一個(gè)名為build的任務(wù)，任務(wù)的內(nèi)容是在shell里面執(zhí)行 python build.py這個(gè)命令。只是不用我們手動(dòng)輸入而已。
4.配置VS Code的調(diào)試功能
使用VS Code，肯定是圖方便，圖好看。所以我肯定不會(huì)讓大家靠敲命令來調(diào)試，這樣豈不是開倒車，還不如用keil。因此，這里要配置VS Code的調(diào)試功能，相當(dāng)于對(duì)gdb的一個(gè)圖形化吧。
在VS Code內(nèi)選擇debug（就是左邊那個(gè)??蟲子圖標(biāo)），選擇“添加配置”，類型為GDB。就會(huì)在.vscode文件夾下生成launch.json配置文件。 按照下面來配置：
{ "version":"0.2.0", "configurations":[ { "name":"ARMDebug", "type":"cppdbg", "request":"launch", "program":"${workspaceFolder}/Build/STM32F103RC_Template.elf", "args":[], "stopAtEntry":false, "cwd":"${workspaceFolder}", "environment":[], "externalConsole":false, "MIMode":"gdb", "miDebuggerPath":"C:\ProgramFiles(x86)\GNUToolsARMEmbedded\5.42016q3\bin\arm-none-eabi-gdb.exe", "targetArchitecture":"arm", "setupCommands":[ { "description":"選擇調(diào)試文件(.elf)到gdb", "text":"fileE:/VScode/STM32_VSCode/stm32f103_temp/Build/STM32F103RC_Template.elf", "ignoreFailures":false }, { "description":"連接GDBServer", "text":"targetremotelocalhost:3333", "ignoreFailures":false }, { "description":"ResetMCU", "text":"monitorreset", "ignoreFailures":false }, { "description":"Halt", "text":"monitorhalt", "ignoreFailures":false }, { "description":"下載代碼到MCU", "text":"load", "ignoreFailures":false } ], "preLaunchTask":"build", } ] }
可以看到，setupCommands里面就是我們之前試用gdb時(shí)操作過的流程：連接GDB Server——reset——halt——下載代碼。
而preLaunchTask中是我們之前在tasks.json中配置的build任務(wù)。它可以讓我們每次調(diào)試時(shí)都先編譯一遍。
保存后，隨便打幾個(gè)斷點(diǎn)，按下F5，就可以快樂調(diào)試了。可以看到功能還是很齊全的。
【注意】：在進(jìn)行調(diào)試的時(shí)候，需要先 按 F1 --> 任務(wù)：運(yùn)行任務(wù)里選擇 openocd 任務(wù)運(yùn)行。
因?yàn)檎{(diào)試，需要連接st-link進(jìn)行調(diào)試，而openocd任務(wù)是開啟st-link的服務(wù)。這樣客戶端才能連接上。
否則會(huì)一直出現(xiàn) target remote localhost:3333 的錯(cuò)誤。
看到這里，基本就差不多了，開發(fā)STM32完全沒問題了。
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