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VSCode搭建STM32开发环境的方法步骤

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下面我将详细讲解“VSCode搭建STM32开发环境的方法步骤”。本攻略主要分为以下四个步骤：安装基础工具、配置VSCode环境、安装STM32插件和调试程序。

步骤一：安装基础工具

在搭建STM32开发环境前，我们需要安装以下几个工具：

  1. 集成开发环境(IDE)：STM32CubeIDE、Keil、IAR、System Workbench for STM32等
  2. 硬件调试工具：ST-Link或J-Link等
  3. 软件库：STM32Cube库

本教程以VSCode作为开发工具，因此在这里我们只需要安装以下两个工具：

  1. STM32CubeMX: 该软件是STM32Cube库的图形化配置工具，可以用来生成工程代码和Makefile文件。
  2. GNU ARM Toolchain: 该工具包含ARM处理器的GNU C/C++编译器、链接器和调试器。

在安装完以上两个工具后，我们需要将GNU ARM Toolchain添加到系统Path环境变量中，以便VSCode能够访问编译工具链。

步骤二：配置VSCode环境

在安装好基础工具后，就可以开始配置VSCode环境了。具体步骤如下：

  1. 在VSCode中安装C/C++插件和Cortex-Debug插件。
  2. 在VSCode中安装Live Share插件(可选)。
  3. 在VSCode中配置调试器的路径，调试器可以选择用ST-Link或J-Link等调试工具。具体配置方法请参考官方文档。

步骤三：安装STM32插件

在VSCode中安装STM32插件后，可以实现自动构建代码、上传固件和调试等功能。具体步骤如下：

  1. 在VSCode的插件界面搜索STM32插件并安装。
  2. 在VSCode中选择“STM32: Initialize VSCode settings for STM32 developement”命令。该命令将会提示生成配置文件(STM32配置文件)。

步骤四：调试程序

在完成前三个步骤后，就可以使用VSCode进行STM32开发了。具体步骤如下：

  1. 使用STM32CubeMX生成工程代码和Makefile文件。
  2. 添加头文件路径和库文件路径到Makefile文件中。
  3. 在VSCode的终端或调试控制台中输入“make”命令编译代码。
  4. 在VSCode的终端或调试控制台中输入“make flash”命令上传固件。
  5. 在VSCode的终端或调试控制台中点击“Start Debugging”按钮开始调试程序。

示例一：LED翻转

在这个示例中，我们将会通过控制MCU的一个IO引脚，控制一个LED的亮灭。具体步骤如下：

  1. 使用STM32CubeMX生成工程代码和Makefile文件。在生成代码前需要选择工程的芯片型号、调试工具和系统时钟等参数。
  2. 在生成的HAL库文件中找到GPIO_Init函数，将LED连接的引脚配置为输出，如下图所示：
/* USER CODE BEGIN 2 */
/* Configure GPIO LED */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
/* USER CODE END 2 */

在此示例中，我们将LED连接到了PA5引脚。

  1. 编写LED翻转的代码，如下所示：
#include "main.h"

int main(void)
{
  HAL_Init();
  GPIO_Init();
  while (1)
  {
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_5);
    HAL_Delay(500);
  }
}

在上述代码中，我们使用了HAL库函数库中的GPIO和Delay函数，实现了LED的翻转。

  1. 在终端输入“make”命令进行编译，再输入“make flash”命令上传固件。
  2. 在终端中点击“Start Debugging”按钮，开始运行程序。

示例二：通过串口发送数据

该示例中，我们将通过串口将一些数据输出到终端，以便进行调试。具体步骤如下：

  1. 连接串口模块。在STM32的开发板上，USART1的Tx引脚连接了PA9、Rx引脚连接了PA10。
  2. 在STM32CubeMX中对串口进行初始化设置。在STM32CubeMX的“Pinout & Configuration”标签页中，选择“UART”选项卡进行配置，将串口配置为115200波特率，无校验位，8位数据位，1位停止位。
  3. 生成工程代码和Makefile文件。
  4. 在生成的HAL库文件中找到UART初始化函数进行设置。
huart1.Instance = USART1;
huart1.Init.BaudRate = 115200;
huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
{
  Error_Handler();
}
  1. 编写串口发送数据的代码。
#include "main.h"
#include <stdio.h>

void SystemClock_Config(void);
void Error_Handler(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_USART1_UART_Init(void);

UART_HandleTypeDef huart1;

int main(void)
{
  HAL_Init();

  SystemClock_Config();

  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();

  while (1)
  {
    char* msg = "Hello World!\r\n";
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)msg, strlen(msg), 1000);
  }
}

static void MX_USART1_UART_Init(void)
{
  huart1.Instance = USART1;
  huart1.Init.BaudRate = 115200;
  huart1.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
  huart1.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
  huart1.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
  huart1.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
  huart1.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
  huart1.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
  if (HAL_UART_Init(&huart1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

static void Error_Handler(void)
{
  __disable_irq();
}

void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();

  HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);

  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_13;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
}

void HAL_UART_MspInit(UART_HandleTypeDef* uartHandle)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
  if(uartHandle->Instance==USART1)
  {
    __HAL_RCC_USART1_CLK_ENABLE();

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    /**USART1 GPIO Configuration
    PA9     ------> USART1_TX
    PA10     ------> USART1_RX
    */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_USART1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
  }
}

在上述代码中，我们使用了stdlib库和stdio库中的函数，实现了向串口发送数据的功能。其中最关键的函数是HAL_UART_Transmit函数，该函数可以用来向串口发送数据。

  1. 在终端输入“make”命令进行编译，再输入“make flash”命令上传固件。
  2. 在终端中点击“Start Debugging”按钮，开始运行程序。此时可以在终端中看到输出的数据，如下所示：
Hello World!
Hello World!
Hello World!
......

至此，VSCode搭建STM32开发环境的方法步骤就讲解完毕了。

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