CubeMX+Eclipse+Jlink STM32开发环境搭建

  Eclipse还是我用得最多的IDE，不管是CCS还是Xilinx的SDK，都是Eclipse的开发环境。所以最近准备做STM32相关的开发时，也准备用Eclipse。

软件下载与安装

• STM32CubeMX
• Eclipse

  CubeMX是ST的用于生成初始化代码的工具，能大大提升开发的效率。Eclipse是一个开源的IDE，从官网可以下载到这个eclipse installer，然后选择Eclipse IDE for Embedded C/C++ Developers。目前官网的Eclipse版本是2022-03，这也是我目前用的版本。

  Eclipse Embedded CDT，Eclipse的C/C++嵌入式开发工具是一个非常大的开源项目。

  从项目的官网中可以看到，它还提供了一些额外的工具链接，包括build tools和gcc工具链。build tools用来生成Makefile，gcc工具链负责真正的编译和链接。这些工具包都是通过xPack管理的。
  要说xPack得从JavaScript说起，有一个包管理工具叫做npm（Node Package Manager），这里的包都是用JavaScript写的。xpm（xPack Project Manager）是npm管理的一个Module，关于xPack的介绍可以在这里找到更多详细的解释。大概就是说xpm管理的包的格式和npm几乎是一样的，“xPack”中的“x”取自“eXtended”，它管理的包是通用的包，并不局限于JavaScript。
  用xpm安装build tools和工具链都非常简单，安装完成后，在Eclipse的“Windows->Preferences”里面可以对build tools和工具链进行设置，只需要点右边的xPack就可以自动地关联上刚刚安装的工具。

CubeMX生成初始化代码

  用Eclipse生成初始化代码真的非常方便！选择你所用的处理器型号创建工程后，可以在Help菜单栏中找到帮助文档。主要一个就是关于CubeMX的使用，另一个就是处理器相关的文档，还有各种应用笔记，资料非常丰富。

  外设的配置就不详细介绍了，一开始让我比较震惊的是它对FreeRTOS也有很好的支持。

  不光是FreeRTOS的一些configuration，heap管理，task、Timer、Semaphore、Queue的初始化都非常方便。
  CMSIS（Common Microcontroller Software Interface Standard）是Arm提供的一种标准接口。这里FreeRTOS的接口可以选择CMSIS_V2，对于CortexM4来说，选CMSIS_V1或者CMSIS_V2都行，后者是前者基础上的扩展。这部分介绍可以在CMSIS文档中找到介绍。

  基于CMSIS-RTOS接口的开发，用户就不会直接调用FreeRTOS的API，而是Arm提供的RTOS的API，应该是便于在不同的RTOS之间迁移。

  因为我们是采用Eclipse开发，所以在输出的形式上选Makefile应该是最合适的。

CMSIS Package下载

  其实如果我们已经用CubeMX生成了Makefile文件，这里的CMSIS Package我们基本已经用不上了。因为所有源文件和编译的流程都已经由Makefile管理了。但是这里还是需要下载你所用到的处理器的Package，原因后面再介绍。

  第一次打开CMSIS Package的管理界面应该是空的，需要点右上角的刷新才能看到可以下载的Package。

Eclipse建立工程

  新建工程的时候选择“Makefile Project with Existing Code”。

  选择MakeFile所在的路径，工具链选择Arm Cross GCC。

  然后打开某一个源文件，会发现有很多红色的波浪线，这是因为当前的工程并不知道include的路径和一些symbol的定义。

  打开Makefile可以看到里面的-D参数和-I参数。去掉“-D”和“-I”才是具体的Define和Include，Makefile中这么些是方便把这些设置直接作为gcc编译的选项。比如“-DSTM32F407xx”实际上是需要定义“STM32F407xx”这个Symbol。

  在工程的Properties中添加这些include和symbol就不会有那些红色的波浪线了。


  要通过编译还有非常重要的一步，就是选择Device。
  因为Makefile是我们自己生成的，所以前面即使不往工程里添加的include和symbol，我们根据这个Makefile进行make，一样能够完成编译。当工程目录下没有Makefile时，Eclipse CDT会帮我们生成一个Makefile，那时候才会用到我们在上面设置的东西。
  我发现如果不选择Device，就无法编译，问题好像是找不到make。但只要选了相应的Device就可以正常编译啦。

  如果你在上面找不到你的Device，就需要通过CMSIS的Package管理页面下载所需的Package。在这里选择了Device之后，就可以在Documents的页面里看到相关的文档。其中比较常用的应该就是“STM32F4xx HAL Drivers”这个文档，基本就靠查这个写代码了。

  如果要增加新的源文件或者增加新的include目录就需要自己手动改Makefile。

LED Blink

  我做的第一个demo工程是一个LED Blink的功能。在CubeMX中配置一个task，这个task的函数可以像下面这样写。自己只需要加一行代码“HAL_GPIO_TogglePin”，然后改一下delay的时间即可，这里的500指的是500ms，FreeRTOS的tick默认是1ms。

/* USER CODE END Header_BlinkTskFxn */
__weak void BlinkTskFxn(void *argument)
{
	/* USER CODE BEGIN BlinkTskFxn */
	/* Infinite loop */
	for(;;)
	{
		HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_9);
		osDelay(500);
	}
	/* USER CODE END BlinkTskFxn */
}

Jlink

  jlink驱动可以直接在官网下载。

  正版的jlink特别贵，最新的jlink驱动可以检测出你用的jlink是不是盗版的。但我觉得大部分人应该都是在某宝上买的盗版的jlik，这样在每次连jlink的时候就会有类似上面这样的提示。网上也有各路大神给出解决方案，但我为了省事就直接装了最低版本的jlink驱动V5.00，也能用。

Jlink调试

  在前面配置Eclipse的工具链的界面，还有下面这个设置Jlink路径的地方。需要设置成jlink的安装目录。

  点绿色的小虫子旁边的下拉按键，选择“Debug Configuration”，

  新建一个J-Link Debug的配置。只需要做一些必要的配置就行，比如elf文件和处理器型号，其余大部分都可以保持默认。然后基本上就可以调试了。

Jlink下载并运行

  用过MDK的都知道，除了jlink调试，MDK也可以直接往flash里烧写。
  Eclipse也能做到这一点。通过下面的方式添加一个External Tool。

  在进行配置之前，有必要先了解一下Jlink的使用。Jlink也是一个终端，在Jlink的终端里输入command来实现连接设备、调试、flash烧写等功能。Jlink本身是一个exe可执行文件，它也可以通过windows的终端来运行，通过命令行运行Jlink有一些command line option。
  上面提到的command可以写到一个CommandFile里，然后作为command line option中的一个选项，实现jlink的批处理运行。详细的信息可以查看官网的文档：Jlink命令（PS：官网给出的命令是针对最新的Jlink驱动的，所以如果用比较老的驱动可能会遇到某些命令不支持的情况）

  经过我的一些尝试后，我确认下面这样的参数配置是完全可行的。另外需要在工程目录下新建一个“JlinkCommandFile.jlink”，用来写Jlink的command。

-device STM32F407VE -if SWD -speed 4000 -CommanderScript ${project_loc}\JlinkCommandFile.jlink

  JlinkCommandFile.jlink：

r
h
loadfile D:\PrjStm32\NUEDC2021H\build\NUEDC2021H.bin
r
Exit

  JlinkCommandFile.jlink中每一行就是一个command。r表示复位；h表示停止(这里有没有好像都可以）；loadfile后面跟一个要烧写进flash 的文件。烧写完成之后再用“r”复位，可以让程序马上开始执行，而不需要让板子重新上电。最后Exit Jlink。