Clion+STM32cubeMX搭建stm32开发环境

本篇介绍的内容也是以基于HAL库开发为准的

环境及所需工具

软件环境:

  • Windows 10
  • STM32CubeMX
  • Clion-2019
  • MinGW
  • OpenOCD
  • arm-none-eabi-gcc

硬件环境：

  • STM32F103C6T6 或其他 STM32 开发板
  • ST-Link V2 下载器
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工具安装

STM32CubeMX

这个正常去官网下载的安装就行了

该软件用于配置时钟频率 gpio初始化等

版本号 <= 6.3.0 版本过高无法生成 后续文件

STM32CubeMX - STM32Cube initialization code generator - STMicroelectronics

OpenOCD

OpenOCD

OpenOCD是用于对STM32进行下载仿真的工具，是一个开源软件包，Windows版本下从这里下载，下载好解压到一个目录就行，后面会在Clion中链接这个目录：

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MinGW

Clion需要使用MinGW环境来配置工具链，安装方法如下： 首先去MinGW主页下载最新版本的MinGW： Minimalist GNU for Windows，这是MinGW的安装器：

preview

打开exe进行安装，修改安装目录（最好不能有空格），安装完成后进行组件下载：

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如上图中所示，把Basic Setup里面的组件全部勾选（也可也去掉不需要的语言编译器比如Objective-C）。 配置系统的环境变量，在Path环境变量里面添加一条，指向MinGW的bin文件夹：

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重启电脑，然后在命令窗口中输入下面的命令验证安装是否成功： gcc -v

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arm-none-eabi-gcc Windows到这里下载：https://developer.arm.com/open-source/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads ，选择ZIP压缩包形式的：

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解压到一个文件夹，并把安装目录下的bin文件夹添加到环境变量：

然后重启使得环境变量生效之后可以在命令行里用以下语句测试： arm-none-eabi-gcc -v 如果有信息输出,那就是装好了。

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Clion配置

安装 很简单 这里就不详细说了

Clion是基于CMake来管理项目的，所以首选我们需要配置好预设的MinGW和CMake环境。

打开File-Settings-Build,Execution,Deployment选项卡，在Toolchains下面添加一个MinGW环境：

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将 C 编译器 选为arm-none-eabi-gcc bin 文件夹下的 xxx-gcc.exe

将 C++ 编译器 选为arm-none-eabi-gcc bin 文件夹下的 xxx-g++.exe

注意Debugger不要改，否则断点调试的时候无法连接。

然后再CMake栏下确认一下工具链是否正确：

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在设置-> 构建、执行、部署 -> 嵌入式开发

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绑定 openOCD 与 STM32cubeMX

至此Clion环境配置完成，可以创建STM32项目了。

新建工程

选择嵌入式

位置 你想要存放的位置 最后一个文件 就是项目名称

例如 我的工程叫 GPIO_demo

在 G 盘 Stm32_Project 下

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新建完 就是如下界面 点击跳过

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选择 通过STM32cubeMX 打开

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打开STM32cubeMX

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  1. 点击STM32F030F4Px 选择自己的芯片型号

在Part Number 搜索自己的芯片

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​ 点击Start Project

设置引脚功能

注意：这里的内容需要根据 自己手里的开发板 操作

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可以看到 我的LED 是RGB的 其中红色引脚在PA0

在 如下图中 点击 引脚 设置为output

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下面设置该引脚名称

引脚右键 弹出如下菜单 选择ENter User Lable

我设置为LED_R

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引脚设置完成

设置时钟

选择Rcc 设置为图二的样子 使用外部晶振

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配置时钟树

在Clock Configuration 配置为 图二的样子 是103c6t6 在72Mhz的频率下工作

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设置项目生成

这里有几个需要注意的地方

Name 必须和clion 生成的项目名字一样

Toolchain/IDE 需要设置为SW4STM32 如果没有 就是STM32cubeMX版本太高了

完事 之后 点击 cenereate code

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弹出如下对话框 点击关闭就可

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自此STM32cubeMX设置完成

写代码在 Core/Src 里

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三个按钮 分别是 编译 下载 调试

点击 编译会出现 烧录文件

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烧录程序 & 在线调试

在Keil里面我们烧录程序的时候要指定使用的下载器（J-Link、ST-Link、CMSIS-DAP等），Clion烧录程序之前通用需要进行一些设置。

点击编译按钮旁边的配置栏下拉，选Edit Configurations 或者 编辑配置，打开配置窗口：

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可以看到没有设置板子的config文件所以出现警告错误，这个配置文件就是前面说的需要自己生成的文件。

我们在工程根目录下新建一个文件夹config，在里面新建一个配置文件daplink.cfg（因为我这里使用的是STlink V2作为仿真器），文件的内容如下：

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# choose st-link/j-link/dap-link etc.
#adapter driver cmsis-dap
#transport select swd
source [find interface/stlink.cfg]
transport select hla_swd
source [find target/stm32f1x.cfg]
# download speed = 10MHz
adapter speed 10000

前两行设置了仿真器的类型和接口，下面几行指定了Flash大小、芯片类型、下载速度等。

如果对自己的芯片不知道怎么设置，可以参考OpenOCD自带的一系列配置文件，路径在OpenOCD安装目录的share\openocd\scripts下：

只需要关注这几个目录：

  • board：板卡配置，各种官方板卡
  • interface：仿真器类型配置，比如ST-Link、CMSIS-DAP等都在里面
  • target：芯片类型配置，STM32F1xx、STM32L0XX等等都在里面

设置好配置文件之后，就可以点击下载或者调试按钮进行下载和在线调试了。

在配置文件中不要加reset_config srst_only这一句，会导致下载失败，这一句是指示系统重启的，删除不影响下载。

CLion里面是支持全功能的单步断点调试的，也能在代码里直接观察变量的值，非常舒服~

最后说明一下，CLion中组织编译规则都是基于CMakeLists.txt文件的，如果熟悉CMake应该会觉得很方便很强大，不熟悉的也没事，基本不需要额外修改什么，只需要知道怎么在这个文件里面添加源码目录和include文件夹的路径就行了：

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include_directories(
        Core/Inc
        UserApp
// 其他include目录
)


file(GLOB_RECURSE SOURCES
        "startup/*.*"
        "Drivers/*.*"
        "Core/*.*"
        "UserApp/*.*"
        "3rdParty/*.*"
// *.*表示通配符，也就是这个文件夹里的所有文件都会被编译
        )

printf重定向问题

​ 在Clion中链接的是GNU-Tools-ARM-Embedded\arm-none-eabi\include里面的stdio.h，如果仍然想使用printf函数功能，则需要进行如下操作：

新建一个retarget.h文件内容如下：

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#ifndef _RETARGET_H__
#define _RETARGET_H__

#include "stm32xxxx_hal.h"
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>

void RetargetInit(UART_HandleTypeDef *huart);

int _isatty(int fd);

int _write(int fd, char *ptr, int len);

int _close(int fd);

int _lseek(int fd, int ptr, int dir);

int _read(int fd, char *ptr, int len);

int _fstat(int fd, struct stat *st);

#endif //#ifndef _RETARGET_H__

再新建一个retarget.c文件内容如下：

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#include <_ansi.h>
#include <_syslist.h>
#include <errno.h>
#include <sys/time.h>
#include <sys/times.h>
#include <retarget.h>
#include <stdint.h>

#if !defined(OS_USE_SEMIHOSTING)

#define STDIN_FILENO  0
#define STDOUT_FILENO 1
#define STDERR_FILENO 2

UART_HandleTypeDef *gHuart;

void RetargetInit(UART_HandleTypeDef *huart)
{
    gHuart = huart;

    /* Disable I/O buffering for STDOUT stream, so that
     * chars are sent out as soon as they are printed. */
    setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0);
}

int _isatty(int fd)
{
    if (fd >= STDIN_FILENO && fd <= STDERR_FILENO)
        return 1;

    errno = EBADF;
    return 0;
}

int _write(int fd, char *ptr, int len)
{
    HAL_StatusTypeDef hstatus;

    if (fd == STDOUT_FILENO || fd == STDERR_FILENO)
    {
        hstatus = HAL_UART_Transmit(gHuart, (uint8_t *) ptr, len, HAL_MAX_DELAY);
        if (hstatus == HAL_OK)
            return len;
        else
            return EIO;
    }
    errno = EBADF;
    return -1;
}

int _close(int fd)
{
    if (fd >= STDIN_FILENO && fd <= STDERR_FILENO)
        return 0;

    errno = EBADF;
    return -1;
}

int _lseek(int fd, int ptr, int dir)
{
    (void) fd;
    (void) ptr;
    (void) dir;

    errno = EBADF;
    return -1;
}

int _read(int fd, char *ptr, int len)
{
    HAL_StatusTypeDef hstatus;

    if (fd == STDIN_FILENO)
    {
        hstatus = HAL_UART_Receive(gHuart, (uint8_t *) ptr, 1, HAL_MAX_DELAY);
        if (hstatus == HAL_OK)
            return 1;
        else
            return EIO;
    }
    errno = EBADF;
    return -1;
}

int _fstat(int fd, struct stat *st)
{
    if (fd >= STDIN_FILENO && fd <= STDERR_FILENO)
    {
        st->st_mode = S_IFCHR;
        return 0;
    }

    errno = EBADF;
    return 0;
}

#endif //#if !defined(OS_USE_SEMIHOSTING)

​ 添加这两个文件到工程，更新CMake，编译之后会发现，有几个系统函数重复定义了，被重复定义的函数位于Src目录的syscalls.c文件中，我们把里面重复的几个函数删掉即可。

在main函数的初始化代码中添加对头文件的引用并注册重定向的串口号：

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#include "retarget.h"

RetargetInit(&huart1);

配置完成

上面的修改完成之后可能会发现无法正常读取浮点数，这里修改CMakeList.txt，加入下述编译选项

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set(COMMON_FLAGS "-specs=nosys.specs -specs=nano.specs -u _printf_float -u _scanf_float")