从原理图PCB到移植RTOS是怎么一回事

【前言】

iBox相关教材推出以来，不少朋友还希望针对软件开发进行细致讲解。

为此，我们将陆续针对iBox的STM32的物联网开发的一些细节，进行分享。

今天是第一章节，我们介绍一下如何移植标准的官网代码（裸机，无OS）到iBox开发板上，控制LED闪烁。如此简单的试验，还是希望给你不一样的体验。

【一、安装编译工具Keil】

1、为什么选择keil

在这个操作之前，原本应该解释为什么选择“Cortex-M”，为什么选择“M3”、为什么选择“ST”。这样容易扯远了。所以简单说下，原因无非以下几个维度：

1、成本

2、功耗

3、开发工作量

4、生态

5、易学性、普及度

至于为什么选择Keil 没选择 IAR、GCC，是因为配置简单。从支持的芯片的丰富度来说，IAR是不错的选择。对于熟练工来说，工具的差异不大；如同硬件熟练工一样，绘图工具差异不大。

KEIL 和 IAR Systems都是嵌入式领域系统开发工具和服务商（IDE）的供应商，前者成立于-1986年，总部在德国（如今已被大名鼎鼎的英国ARM公司收购)；后者于成立1983年,公司总部位于北欧的瑞典。

二者的最著名的产品分别是 KEIL uVision IDE 和 IAR Embeded Workbench。

估计大部分的开发人员都用过。因为他们都可以很好的支持各种不同版本的MCU。对于不同的开发环境，用久了，便会日久生情。用得顺不顺手，快不快乐，或喜欢，或讨厌等等，都因人而异的。然而我们不能不考虑这个问题：能选择到最适合自己，更有效率的工具，才是最好的。

KEIL的IDE界面比较通俗易懂，属于平易近人的那种。

IAR呢，界面简洁明了，整体感觉——专业。入门不易，一旦入门还是尽在掌握的感觉。

我们选择的KEIL版本是

2、下载安装包

链接：https://pan.baidu.com/s/1u955P7trvFYMOAghlj0Y2w 密码：y4gy

百度网盘自从“360网盘”停用，就开始限速。

所以我们可以使用其他不限速的下载工具进行下载。

将上面的内容存到自己的网盘，然后用下面这个工具进行下载。

pandownload  工具下载地址：

http://pandownload.com/

3、安装

下载的压缩包分成三个part，全部下载完成之后解压缩，文件夹中有五个文件。

先安装MDK523这个737MB的安装包，然后安装MDKCM523的安装包。

安装过程没有注意点，一路NEXT。

安装完成之后，点击菜单Project之Manage，选择Pack Install

Pack Installer窗口打开之后，选择File菜单之   Import，然后选择导入刚刚下载的三个PACK后缀名的文件。

4、破解

安装完成后，只剩下破解了。

破解工具只用于学习交流，不用于商业用途。

http://www.hw100k.com/forum.php?mod=viewthread&tid=3506&extra=

破解统共分7步

1、点击菜单Flie ->License management   获取CID

2、CID复制到破解工具中。

3、选择Target  为ARM

4、点击Generate按钮生成序列号

5、复制序列号

6、粘贴到LIC空格中

7点击ADD LIC

完成破解。

重要，破解时，运行keil，需要用管理员身份运行。

如果你没有破解，就急急忙忙运行工程，试图编译，则给你一个error，提示如下：

Check that your license details are correct in the License Management dialog of MDK. Additional information is available at:

http://www.keil.com/support/man/docs/license/license_management.htm

至此，安装破解完成。

安装好之后，我们就可以拿出我们的开发板硬件iBox了。

【二、下载和使用ST官方源代码】

我们学习的过程，最好要学习使用官方的源码。其他开发板的代码，建议都只作为参考。因为每个人有每个人的编码习惯，可能一些差异。

不同公司对代码规范、代码结构的要求会有不同。

所以，我们从官方代码作为开始。按照自己公司的要求，和自己能够理解的习惯进行编码，在实践中提升。

总之，对代码还是要尽在掌握，熟练驾驭、不能囫囵吞枣。

1、MCU

简单介绍一下我们的 iBox物联网开发板的硬件系统：

核心芯片是STM32F103ZET6

原理图pdf下载地址：

http://www.hw100k.com/forum.php?mod=viewthread&tid=3501&extra=page%3D1

2、使用 ST 官网

如果你很熟悉，可以跳过这个章节。但是根据本人观察，很多长期使用STM32的工程师其实没有仔细看过官网。

https://www.st.com     进入之后，我们进入Tool&Software去下载STM32标准库

进嵌入式软件页面之后，可以看到左下角  For STM32 MCUs

提醒：如果你没有注册、可以注册账号后登陆。下载代码，需要登陆之后才可以下载。

进入之后，在页面最下面，有个“Download”。点击之后，可以下载。

点击“Download”之后，下载一个压缩包。

文件名为：en.stsw-stm32054.zip

解压缩之后，文件夹名称：STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0

你也可以用下面链接粘贴到浏览器，直接下载：

https://www.st.com/content/st_com/en/products/embedded-software/mcus-embedded-software/stm32-embedded-software/stm32-standard-peripheral-libraries.html?querycriteria=productId=LN1939%20

选择你对应的MCU类别，比如我们iBox选择F1

现在我们就已经下载下来一个完整的STM32的官方标准外设库文件包。

我们现在直接进入MDK-ARM文件夹，打开Keil的工程。

文件目录如下：

STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Project\STM32F10x_StdPeriph_Template\MDK-ARM

双击打开。

我们可以尝试一下编译（Build）和下载程序（Download）

当我们电机 Download那个图标时，我们发现下载不了，找不到你的下载工具。

3、使用Jlink进行代码烧写

那么，我们需要做几个准备工作，才可以进行代码烧写：

1、把Jlink连上

2、安装Jlink

3、配置芯片等烧写环境

1、看图

2、首先我们安装Jlink

下载安装包，下载地址如下：

http://www.hw100k.com/forum.php?mod=viewthread&tid=3507&extra=

安装注意事项：无；一路 next

测试一下，我们的工具是否可以连接上我们的MCU

点击开始菜单：SEGGER-  Jlink-FLASH

打开JLINK软件，它可能会提示建了工程，随便建立一个就行

打开配置页面，点击Options->Project settings，会进入到配置页面

配置页面如下图所示，下面进行选择单片机

点击CPU，选择STM32单片机

点击Target     Connect  将JLINK和目标板进行连接。

如果连接成功，说明单片机和Jlink烧写器都是好的，驱动也安装成功啦。

然后我们可以尝试用Keil5里面的Download试下，应该可以少写了。

（至于用J-Flash如何烧写，按下不表）

3、先别急，我们需要配置芯片，让编译工具和电脑知道我们电路板上面芯片的型号。

选择Flash里面的Configure  Flash Tools

我们需要在Device里面选择我们的芯片型号，如下：

选择Debug  选择Jlink

选择Utilities，选择Jlink

点击Debug里面的  右边的Settings

选择Debug里面的Port 修改JTAG为   SW

现在，我们就可以下载啦。

4、修改源码，实现闪灯

4.1删除不需要的功能

至此，我们并没有关心官方的源码到底写了什么内容。

那么我们看下main函数

这个工程是基于STM32 官方的EVM板，这套代码为了支持4套开发板，所以做了4组宏定义，选择。我们在此暂时忽略。

我们将UART、LCD等于我们实验目的无关的代码删除，则，只保留两段代码，如下，一段是LEDInit、一段是LEDOn

我们根据函数的定义，可以顾名思议：LEDInit是LED初始化，LEDOn是LED点亮。

4.2 研究 一下LED相关的函数和变量

我们研究一下这STM_EVAL_LEDInit()   LED初始化函数

鼠标放在这个函数上面，右键选择  跳转到  “STM_EVAL_LEDInit”

跳转过去之后，我们可以看到这个就是一个标准的GPIO初始化的函数。

我们去查看一下这几个数组，是如何定义的。

由此，我们可以看到，在原始代码里面定义了四个LED的控制GPIO，分别是：

F6、F7、F8、F9

我们查看一下原理图，看看iBox上面的控制LED的GPIO分别是哪几个。

iBox上面一共有四个LED，红色LED是电源指示灯，不能用GPIO控制。

我们可以看下原理图：

红色LED的正极接3V3，负极通过一个电阻接GND。

另外三个颜色的灯分别接到GPIO进行控制。

通过查阅MCU的管脚连接，我们可以看到

PE9控制绿灯

PE10控制黄灯

PE12控制白灯

我们可以修改代码里面LED1、LED2、LED3的管脚号，对我们电路板上的LED控制GPIO进行控制。

将上面的LED1的几个值修改为：

GPIOE   

GPIO_Pin_9 

RCC_APB2Periph_GPIOE

同样方法，我们修改LED2、LED3

修改完成之后，我们的初始、以及对LED进行控制的代码，就是我们iBox电路板上面的几个LED对应的管脚了。

研究完初始化代码之后，我们研究一下

STM_EVAL_LEDOn函数，我们用右键跳转的方式，查看函数定义。

STM32的每个GPIO端口都有两个特别的寄存器，GPIOx_BSRR和GPIOx_BRR寄存器，通过这两个寄存器可以直接对对应的GPIOx端口置'1'或置'0'。

GPIOx_BSRR的高16位中每一位对应端口x的每个位，对高16位中的某位置'1'则端口x的对应位被清'0'；寄存器中的位置'0'，则对它对应的位不起作用。

GPIOx_BSRR的低16位中每一位也对应端口x的每个位，对低16位中的某位置'1'则它对应的端口位被置'1'；寄存器中的位置'0'，则对它对应的端口不起作用。

此处，我们先简单理解：

比如希望快速地对GPIOE的位7进行翻转，则可以：

GPIOE->BSRR = 0x80; // 置'1'

GPIOE->BRR = 0x80; // 置'0'

库文件里面已经对各个管脚进行了二进制的对应位进行了定义。

所以，我们想让GPIO为低，则运行

GPIO_PORT[Led]->BRR = GPIO_PIN[Led]；

如果我们想让GPIO为高，则运行

GPIO_PORT[Led]->BSRR = GPIO_PIN[Led]; 

按照我们的原理图，我的GPIO为低时，LED亮、GPIO为高时，LED灭。

所以我们需要修改函数，如下：

编译，烧录。我们就可以看到，咱么iBox上的LED按照我们的预期点亮。

至此，咱们的第一个实验完成。

后一集，我们要用Keil建立一个全新的工程，然后利用官方库文件，裁剪掉不需要的内容，做一个属于自己的第一个工程。