基于VSCode搭建STM32开发环境

 

 

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。

 


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.  
2.  
3. 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：

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.

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”，

你将会看到这样的目录结构

.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：

（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:\Program Files\Git\bin\bash.exe", "terminal.external.windowsExec": "D:\Program Files\Git\bin\bash.exe"
然后按Ctrl+` 就可以打开终端，看到Bash了

（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:\Program Files\LLVM\bin\clang-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

在Terminal下输入make指令，即会开始build程序

编译完成后，生成的所有文件都会放在Build文件夹下.

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：

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。

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 –f interface/stlink.cfg –f target/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。


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。

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)

(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：

target remote localhost:3333

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.

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。

（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.

打开 tasks.json ,修改内容如下：

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": "ARM Debug",             "type": "cppdbg",             "request": "launch",             "program": "${workspaceFolder}/Build/STM32F103RC_Template.elf",             "args": [],             "stopAtEntry": false,             "cwd": "${workspaceFolder}",             "environment": [],             "externalConsole": false,              "MIMode": "gdb",             "miDebuggerPath": "C:\Program Files (x86)\GNU Tools ARM Embedded\5.4 2016q3\bin\arm-none-eabi-gdb.exe",             "targetArchitecture": "arm",              "setupCommands": [                 {                     "description": "选择调试文件(.elf)到gdb",                     "text": "file E:/VScode/STM32_VSCode/stm32f103_temp/Build/STM32F103RC_Template.elf",                     "ignoreFailures": false                 },                 {                     "description": "连接GDB Server",                     "text": "target remote localhost:3333",                                                      "ignoreFailures": false                 },                 {                     "description": "Reset MCU",                     "text": "monitor reset",                                                                   "ignoreFailures": false                 },                 {                     "description": "Halt",                     "text": "monitor halt",                                                                       "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。

【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。
 

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。

审核编辑：汤梓红