基于VSCode搭建STM32开发环境

发布时间:2024-03-05  

众所周知,Keil是一款收费软件,虽然可以Po解使用,但很多公司还是有点害怕,想必有不少读者都收到过**函。

之前,开发单片机项目,可以说 Keil 是最佳选择之一,但VSCode横空问世之后,这种格局被打破。

因为 VSCode 免费且好用,可以安装各种插件,很多工程师逐渐从Keil 转向了 VSCode。而且,VSCode还能实现 Keil 不能实现的一些功能。

81fe780e-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png


下面就给大家分享一下 VSCode 搭建 STM32 开发环境的一些常规且使用的功能。


一、需要的软件和工具



  1. 下载最新版VS Code: 安装好插件,具有良好的代码补全与调试功能。



下载 LLVM:用于代码补全,其实可以理解为 Clang。因为VS Code 中“C/C++”插件的自动补全功能不太好用。STM32中好多库函数都补全不出来。记得按照好之后,将路径
添加到环境变量里。
下载安装 Git for Windows: 提供Git支持和MINGW64指令终端。


下载安装 arm-none-eabi-gcc:选择gcc-arm-none-eabi-5_4-2016q3-20160926-win32.exe(md5)这里是一个2016年的,我目前也是用的这个,好像还有其他的新版的下载,GNU Arm Embedded Toolchain。正常安装后,记得需要将软件的安装目录下的bin文件夹设置进入环境变量PATH中。

下载 OpenOCD for Windows:一个开源的片上调试器(Open On-Chip Debugger)。在Windows下自己编译可能有问题 。所以,我们选择编译好的。下载后的文件不是安装包,把程序文件夹放入自己的软件安装目录下,将软件的bin文件夹路径加入用户环境变量PATH中。


STM32CubeMX:用于生成带makefile的工程。这样我们就可以不用自己写MakeFile了。套用他的模板,然后修改为自己的目录就可以。



二、搭建编译环境


1. 用STM32Cube创建工程。



STM32CubeMX生成的是用HAL库开发的项目,具体怎么配置这里就不介绍了,只介绍与主题有关的部分。
(1)STM32CubeMx芯片包(固件库)下载,注意事项:

82079dc6-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png



需要选择help -> updater settings ->Connection Parameters设置好网络后,才能下载固件包。

(2)生成工程。选择MakeFile选项。
注意: 4.18.0以下的版本是没有Makefile这个选项的。最后下载一个中间版本,因为5.0以上的版本界面很乱。我选择的是 4.27.0.

8225023a-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png



2.配置VS Code




(1)打开工程所在的文件夹。在右键“用VS Code打开工程文件夹”,

824295a2-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png



你将会看到这样的目录结构

824fa1a2-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png




.ioc文件是STM32Cube的工程文件,Inc和Src是供用户修改的源码,Driver里是STM32和ARM CMSIS的库,最好不要修改。

不过,如果你要采用标准库开发的话,就修改为标准库的Driver.


(2)安装VS Code插件,需要这几样:

8258a8ba-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png826aecbe-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png



(3)配置VS Code内置终端


这里将我们上面安装的 Git for Windows 设置为VScode 的内置终端。

文件–首选项–设置,搜索terminal,设置内置终端的Shell为Bash(安装VS Code的时候它会推荐你安装Git,里面有这个Bash)。或者打开 Settings.json添加下面两句。


"terminal.integrated.shell.windows":"D:ProgramFilesGitbinbash.exe", "terminal.external.windowsExec":"D:ProgramFilesGitbinbash.exe"
然后按Ctrl+` 就可以打开终端,看到Bash了

8283d576-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png



(4)配置智能补全、智能感知插件。



前面我们安装了 LLVM 用它来实现智能补全,与纠错,自然就需要一个路径去寻找这些文件。因此我们需要一个。c_cpp_properties.json文件的配置文件。
我们在当前目录的.vscode文件夹下创建c_cpp_properties.json配置文件,用来告诉VS Code我们定义的宏与文件的路径。


{ "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:ProgramFilesLLVMbinclang-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不是一个type类型。

则需要 添加宏定义__CC_ARM,如果没有该宏定义,则uint32_t类型会报错。并且结构体中使用了uint32_t定义的成员,也会补全不了。



(5)编译程序



gcc下编译过程如下图所示:
  • .c文件 经过arm-none-eabi-gcc编译成.o文件



  • .s文件 经过arm-none-eabi-as编译成.o文件



  • .o文件 和.a文件 经过arm-none-eabi-ld链接成.elf文件



  • .elf文件 经过arm-none-eabi-objcopy和arm-none-eabi-objdump转换成 hex文件/dis文件




  • arm-none-eabi-gdb使用.elf文件 进行debug

829011d8-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png






在Terminal下输入make指令,即会开始build程序



82ac7b20-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png



编译完成后,生成的所有文件都会放在Build文件夹下.




82c07f1c-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png



注意: 由于我安装了 Qt. Qt中自带了 mingw32-make.exe。我把这个文件复制了一份,重命名为make.exe。并且添加进了环境变量中。因此我可以直接使用 make。

如果你没有 make 的环境。可以下载一个choco包管理器,它类似于linux下的apt,只不过是windows下使用的。然后用choco安装make即可:

82c65306-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png



如果改了source code,需要重新编译程序,那就得先执行make clean指令去删除之前build好的所有东西。然后重新执行make指令即可。



三、布局



搭建调试环境



1.配置openocd。


要运行openocd这个gdb server,需要配置如下几个参数:


  • 用什么仿真器?(J-link, ST-link…)



  • 用什么接口?(JTAG, SWD…)



  • 目标芯片是什么?(STM32F4x, tm4c123g…)



首先我们打开openocd的安装目录,打开share/openocd/scripts,里面有很多提前写好的配置文件。

82cf88c2-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png



target里存放目标芯片的配置文件,例如stm32f4.cfg

interface里存放仿真器相关的配置文件,例如jlink.cfg,stlink.cfg.

当我们启动openocd时,可以用-f参数来指定一个配置文件。例如:


openocd–finterface/stlink.cfg–ftarget/stm32f4.cfg

【注】配置仿真器的参数必须在配置目标MCU的参数之前,否则将报错。

如果我们不带参数启动,openocd就会自动查找当前目录下有没有名为openocd.cfg的文件,并把它作为配置文件来启动。因此,我们就在当前工程下创建一个名为openocd.cfg的文件。82d650b2-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png


我们选择使用ST-link,SWD接口,目标芯片为stm32f1x。 (PS:这里注释掉了SWD接口,如果采用Jlink 则需要SWD接口)。

这样,我们连好板子上好电,直接在终端里敲openocd,即可启动。82f6347c-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png



openocd运行时,这个shell终端就被占用了,我们一会要新开一个终端。



2.用gdb连接上openocd



(1)直接启动gdb,参数为编译好的调试文件(.elf)

82ff8158-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png



(2)使gdb连接上openocd 前面已经说过openocd留给gdb的TCP/IP端口是3333,因此输入:


targetremotelocalhost:3333

8312bd18-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png




注意,在连接openocd的时候,一定需要先运行 openocd 服务才能通信上,否则一直出现 taget remote 错误。
(3)下载代码.

8321c510-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png




后面就和普通的gdb一样操作了,加断点,单步运行什么的,网上可以搜到很多教程。

【注】 最后记得输入q来退出gdb,以免影响后面的配置。



3.配置openocd任务与build任务



为了避免每次都在终端输入 make 和 make clean ,与 openocd 。我们可以在VSCode 中,建立一个 Task 来帮我们完成这个任务,



(1)在当前目录下创建build.py的文件。

833ced0e-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png




(2)在VSCode界面下,单击“任务”,选择“配置任务”



按 F1,选择"配置任务" .vscode目录下就会创建一个tasks.json配置文件.

834424f2-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png

打开 tasks.json ,修改内容如下:

834b8d46-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png



注意上面是两个任务,一个是openocd.用于连接st-link调试。一个是 build 用于编译。
它相当于是创建了一个名为build的任务,任务的内容是在shell里面执行 python build.py这个命令。只是不用我们手动输入而已。


4.配置VS Code的调试功能


使用VS Code,肯定是图方便,图好看。所以我肯定不会让大家靠敲命令来调试,这样岂不是开倒车,还不如用keil。因此,这里要配置VS Code的调试功能,相当于对gdb的一个图形化吧。
在VS Code内选择debug(就是左边那个‍‍虫子图标),选择“添加配置”,类型为GDB。就会在.vscode文件夹下生成launch.json配置文件。 按照下面来配置:


{ "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)GNUToolsARMEmbedded5.42016q3binarm-none-eabi-gdb.exe", "targetArchitecture":"arm", "setupCommands":[ { "description":"选择调试文件(.elf)到gdb", "text":"fileE:/VScode/STM32_VSCode/stm32f103_temp/Build/STM32F103RC_Template.elf", "ignoreFailures":false }, { "description":"连接GDBServer", "text":"targetremotelocalhost:3333", "ignoreFailures":false }, { "description":"ResetMCU", "text":"monitorreset", "ignoreFailures":false }, { "description":"Halt", "text":"monitorhalt", "ignoreFailures":false }, { "description":"下载代码到MCU", "text":"load", "ignoreFailures":false } ], "preLaunchTask":"build", } ] }
可以看到,setupCommands里面就是我们之前试用gdb时操作过的流程:连接GDB Server——reset——halt——下载代码。
而preLaunchTask中是我们之前在tasks.json中配置的build任务。它可以让我们每次调试时都先编译一遍。
保存后,随便打几个断点,按下F5,就可以快乐调试了。可以看到功能还是很齐全的。

835e9756-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png




【注意】:在进行调试的时候,需要先 按 F1 --> 任务:运行任务里选择 openocd 任务运行。

836ce928-5ba8-11ee-939d-92fbcf53809c.png




因为调试,需要连接st-link进行调试,而openocd任务是开启st-link的服务。这样客户端才能连接上。
否则会一直出现 target remote localhost:3333 的错误。



看到这里,基本就差不多了,开发STM32完全没问题了。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>