03月
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linuxmint搭建stm32开发环境

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先说两句

  最近公司要做一个单片机上的项目，虽然之前学过一点点，不过当时只会写“hello world”级别的代码。感觉这东西挺好玩的，趁着晚上下班没事学一下，随便记录一下开发环境的搭建过程。
  开发板是STM32F407G-DISC1，大学搞飞控的时候买的，当时我在团队里面是划水的。之前是在win10系统开发，现在换了linuxmint系统，要重新学一下怎么搭环境，主要是参考大佬的 https://blog.csdn.net/u010000843/article/details/114531922 这篇博客搭的。用到的工具先列一下吧：

工具 介绍
vscodium vscode完全开源版的IDE，和vscode很像
STM32CubeMX ST公司的代码自动生成工具
gcc-arm-none-eabi arm平台的GNU编译器
openOCD 开源的烧录调试工具

  好的，接下来就开始吧。

开发工具安装

vscodium

  去GitHub上下载，地址：https://github.com/vscodium/vscodium/releases。建议不要装1.5x.x版本的，代码提示经常加载不出来，vscode也是一样。

STM32CubeMX

  ST官网上下载安装就好了，传送门。

gcc-arm-none-eabi

  这个在arm官网上有，传送门，下载后解压到你喜欢的某个路径下，然后把里面的bin目录添加到PATH环境变量里。方法如下：

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$ vi ~/.bashrc

# 打开.bashrc后把下面这两句添加到里面
GCC_ARM_NONE_EABI_HOME="" # 这里写gcc-arm-none-eabi解压后的路径
export PATH="${GCC_ARM_NONE_EABI_HOME}/bin:$PATH"

# 保存退出后让PATH生效
$ source ~/.bashrc

一切顺利的话，可以查到编译器的版本号。

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$ arm-none-eabi-gcc --version
arm-none-eabi-gcc (GNU Arm Embedded Toolchain 9-2020-q2-update) 9.3.1 20200408 (release)
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

openOCD

  用apt安装：

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$ sudo apt-get install openocd

成功安装完后可以看到openOCD版本号，电脑用USB线连接上开发板后，可以用lsusb命令可以看到相关信息。

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$ openocd -v
Open On-Chip Debugger 0.10.0
Licensed under GNU GPL v2
For bug reports, read
	http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.html
$ lsusb
Bus 004 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
Bus 003 Device 002: ID 2717:5009 Xiaomi Inc. Mi Gaming Mouse
Bus 003 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub
Bus 002 Device 001: ID 1d6b:0003 Linux Foundation 3.0 root hub
Bus 001 Device 005: ID 040b:0a67 Weltrend Semiconductor Weltrend USB Mouse
Bus 001 Device 004: ID 05e3:0610 Genesys Logic, Inc. 4-port hub
Bus 001 Device 003: ID 0b05:1939 ASUSTek Computer, Inc. AURA LED Controller
Bus 001 Device 002: ID 8087:0029 Intel Corp. 
Bus 001 Device 007: ID 0483:374b STMicroelectronics ST-LINK/V2.1  # <== 这个是我的开发板
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub

生成工程代码

  作为演示，这里就生成一个点亮板子LED灯的代码吧。

创建项目

  1. 首先，打开STM32CubeMX，新建一个project。

  2. 然后选择对应的芯片型号，我这块板子用的是STM32F407VGT6这块MCU，所以选这个：

配置项目

  1. 打开调试功能：
    打开System Core->SYS，Debug模式选择Serial Wire，也就是SWD。

  2. 配置GPIO：
    去官网上查这块开发板的CAD文档，在最后一页右下角找到了LED的部分，发现绿色的灯连的是PD12引脚，黄色的灯是PD13，红色的是PD14，蓝色的是PD15，这里就试一下蓝色和红色的灯吧，那接下来配置PD14和PD15这两个引脚就好了。
    回到STM32CubeMX里，在芯片图右边找到这两个引脚，鼠标单击，两个引脚都配置成GPIO_Output模式。
    然后点击左边的System Core->GPIO就可以看到这两个引脚的配置选项了，接下来把这两个引脚配置成输出高电平(High)，使用推挽输出(Pull-up)方式（不记得这个推挽输出是啥意思了），如下图：

到这里项目就配置好了，接下来是生成代码。

生成代码

  进入Project Manager，填写项目名字和保存路径，选择使用Makefile管理项目，然后点右上角的GENERATE CODE生成代码。

  如果是第一次生成代码，会弹出一个框，意思大概是要先下载一个F4的包才能生成代码，这个包默认是下载到home目录下的STM32Cube里，因为文件夹开头是不带”.”隐藏的，对于我这个强迫症来说，受不了home目录下有莫名其妙的文件夹。幸好在Help->Updater Setting有个Repository Folder，可以指定包的保存路径（设置前要先点File保存关闭项目才能设置），把路径改成了CubeMX的安装路径，然后把home目录下的STM32Cube删除，舒服了(๑¯∀¯๑)！

编译烧录

编译

  在项目目录下make就好了。如果编译成功，项目会在目录下创建一个build文件夹，里面有与项目名字相同的.bin文件和.hex文件。

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$ make

烧录

  把开发板连上电脑，然后开一个终端，用openocd连接开发板，命令如下：

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$ openocd -f 烧录器配置文件 -f MCU配置文件

烧录器配置文件在/usr/share/openocd/scripts/interface目录下，MCU的配置文件在/usr/share/openocd/scripts/target目录下，根据开发板选择对应的配置文件。我的这块开发板的烧录器是stlink-v2.1，MCU是STM32F407VGT6，所以连接的命令和输出是酱紫的：

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$ openocd -f /usr/share/openocd/scripts/interface/stlink-v2-1.cfg -f /usr/share/openocd/scripts/target/stm32f4x.cfg
Open On-Chip Debugger 0.10.0
Licensed under GNU GPL v2
For bug reports, read
	http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.html
Info : auto-selecting first available session transport "hla_swd". To override use 'transport select <transport>'.
Info : The selected transport took over low-level target control. The results might differ compared to plain JTAG/SWD
adapter speed: 2000 kHz
adapter_nsrst_delay: 100
none separate
Info : Unable to match requested speed 2000 kHz, using 1800 kHz
Info : Unable to match requested speed 2000 kHz, using 1800 kHz
Info : clock speed 1800 kHz
Info : STLINK v2 JTAG v25 API v2 SWIM v14 VID 0x0483 PID 0x374B
Info : using stlink api v2
Info : Target voltage: 2.890749
Info : stm32f4x.cpu: hardware has 6 breakpoints, 4 watchpoints

  连接成功后再开一个终端，用telnet连接本地的4444端口，与openocd通信。然后用program 生成的hex文件路径把程序烧录进开发板，如果出现** Programming Finished **，说明烧录成功。然后用reset命令重启开发板，这个时候应该就可以看到开发板的红灯和蓝灯亮了，最后用exit命令退出。

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$ telnet localhost 4444   # 连接
Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
Open On-Chip Debugger
> program /home/ganyuo/code/stm32f4_led/build/stm32f4_led.hex  # 烧录
Unable to match requested speed 2000 kHz, using 1800 kHz
Unable to match requested speed 2000 kHz, using 1800 kHz
adapter speed: 1800 kHz
target halted due to debug-request, current mode: Thread 
xPSR: 0x01000000 pc: 0x08000f6c msp: 0x20020000
Unable to match requested speed 8000 kHz, using 4000 kHz
Unable to match requested speed 8000 kHz, using 4000 kHz
adapter speed: 4000 kHz
** Programming Started **
auto erase enabled
target halted due to breakpoint, current mode: Thread 
xPSR: 0x61000000 pc: 0x20000046 msp: 0x20020000
wrote 16384 bytes from file /home/ganyuo/code/stm32f4_led/build/stm32f4_led.hex in 0.616047s (25.972 KiB/s)
** Programming Finished **  # 表示烧录成功
> reset   # 重启开发板
Unable to match requested speed 2000 kHz, using 1800 kHz
Unable to match requested speed 2000 kHz, using 1800 kHz
adapter speed: 1800 kHz
> exit  # 退出
Connection closed by foreign host.

配置vscodium

安装ARM插件

  在vscodium插件商店里搜索ARM和Cortex-Debug，安装。vscodium默认用的是插件商店是open-vsx.org，下载比较慢，而且很多vscode库里的插件没有，改成vscode库的方法可以参考这里传送门。

添加C++配置

  用vscodium打开项目后会有很多红色的报错，可以添加C/C++的配置文件来去掉。按下快捷键Ctrl+Shift+p，输入C/C++，然后点击Edit Configurrations(JSON)

然后打开项目目录下的.vscode/c_cpp_properties.json文件，把defines配置成下面这样：

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{
    "configurations": [
        {
            "name": "Linux",
            "includePath": [
                "${workspaceFolder}/**"
            ],
            "defines": [
                "USE_HAL_DRIVER", /* 加上这两个 */
                "STM32F407xx"     /* 这个要根据MCU型号来写 */
            ],
            "compilerPath": "/home/ganyuo/programs/gcc-arm-none-eabi/bin/arm-none-eabi-gcc",
            "cStandard": "gnu17",
            "cppStandard": "gnu++14",
            "intelliSenseMode": "gcc-arm"
        }
    ],
    "version": 4
}

一键编译烧录调试

  在工程的.vscode目录下新建一个tasks.json和launch.json。
  tasks.json用来编译项目，在这里就是make一下，可以参考下面这样写。

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{
    "tasks": [
        {
            "type": "shell",
            "label": "task_build",
            "command": "make",
            "args": [],
            "options": {
                "cwd": "${workspaceFolder}"
            }
        }
    ],
    "version": "2.0.0"
}

  launch.json用来配置运行和调试，可以参考下面这样写。

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{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "Cortex Debug",
            "cwd": "${workspaceRoot}",
            "preLaunchTask": "task_build",
            "executable": "${workspaceRoot}/build/${workspaceFolderBasename}.elf",
            "request": "launch",
			"type": "cortex-debug",
			"svdFile": "STM32F407.svd",
            "servertype": "openocd",
            "configFiles":[
                "/usr/share/openocd/scripts/interface/stlink-v2-1.cfg",
                "/usr/share/openocd/scripts/target/stm32f4x.cfg"
            ],
            "armToolchainPath": "/home/ganyuo/programs/gcc-arm-none-eabi/bin"
        }
    ]
}

launch.json里面有个svdFile配置项，用来指定svd文件，有这个文件能查看寄存器的值，不配置这个选项也能调试。可以在https://github.com/posborne/cmsis-svd找到，每个MCU都不同，下载对应的svd文件，放到项目目录下就好了。

接下来试一下能不能调试，在Core/Src/main.c的main函数里设置一个断点，然后按F5开始调试，然后就gg了….emmmm….

打开调试控制台，发现报了下面这个错误。

undefined/home/ganyuo/programs/gcc-arm-none-eabi/bin/arm-none-eabi-gdb: error while loading shared libraries: libncurses.so.5: cannot open shared object file: No such file or directory

意思是说找不到libncurses.so.5这个动态链接库，用ldconfig命令找了一下，发现只有libncurses.so.6，2333…..

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$ ldconfig -p | grep libncurses.so
	libncurses.so.6 (libc6,x86-64) => /lib/x86_64-linux-gnu/libncurses.so.6

用apt-get把libncurses5这个包装上以后就可以找到这个库了。

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$ sudo apt-get install libncurses5
$ ldconfig -p | grep libncurses.so
	libncurses.so.6 (libc6,x86-64) => /lib/x86_64-linux-gnu/libncurses.so.6
	libncurses.so.5 (libc6,x86-64) => /lib/x86_64-linux-gnu/libncurses.so.5

再试一下能不能调试，这次没问题了，开心！<(*￣▽￣*)/

刚开始调试的时候会停在用来引导的汇编代码里面，继续按F5就运行到main函数里的断点了。

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