使用Embedded Studio开发与调试FCM32单片机

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FCM32C0xx是深圳闪芯微电子（简称闪芯微）高性价比的32位微控制器产品，基于Cortex-M0内核，运行频率最高达100MHz，提供丰富的连接功能（USART、SPI、I2C、I2S、USB、CAN、SPI）及模拟外设（ADC、DAC、COMP），同时提供CRC、AES、PLib、读保护等多种安全措施。

FCM32R0xx系列是闪芯微设计的基于NUCLEI（芯来）N305内核的控制器，R0xx系列MCU将内核从Cortex-M更换为RISC-V。和C0xx相比，模拟外设、数字外设、电气参数、MCU引脚分配等全部一致，用户不需要重新学习MCU各个外设的使用，可以简单方便的将应用从Cortex-M切换到RISC-V内核上。

闪芯微设计的理念是R0xx与C0xx系列只有内核不同，其它全部一样，因此采用统一的SDK开发包（驱动与例程），可方便切换不同系列MCU，用户不需要关心内核的区别，只需专注于应用层的开发。

一般情况不同架构的MCU开发，需要对应的开发工具，比如ARM Keil能支持ARM Cortex-M系列MCU开发。SEGGER Embedded Studio（简称SES）作为单一IDE同时支持Cortex-M和RISC-V内核应用开发，这具备特别的优势。使用SES可以同时支持闪芯微FCM32C0xx和FCM32R0xx系列MCU开发调试，原生支持J-Link，提供高效的调试特性，SES针对非商业用户免费，这让初学者可以方便上手学习。

FCM32C0/R0系列处理器，作为高度集成的32位MCU，适用于多种应用。闪芯微提供了FCM32 Nucleo-64开发板，供用户试用/评估FCM32系列LQFP64封装的微控制器。开发板将所有IO引出，提供按键、LED，板载DAPLINK在线调试器。我们基于FCM32 Nucleo-64学习板，了解如何使用SES开发、调试FCM32应用。

1. 环境搭建

 

安装开发环境和SDK

访问SEGGER官网，https://www.segger.com/downloads/embedded-studio/?utm_medium=top_menu&utm_source=www，下载SES并安装。

访问http://www.flashchip.com.cn/support.html，联系闪芯微获得软件包。

Pack文件夹中包含SES支持包文件FCM32.emPackage，启动SEGGER Embedded Studio，通过Tools->Manually Install Packages…安装支持包。

将fcm32c0xx_r0xxJ-LinkJLinkDevices目录拷贝至C:UsersXXXXXAppDataRoamingSEGGER（XXXXX为电脑的用户名）, 在SES中添加FCM处理器支持。

2. 构建示例工程

 

安装FCM32支持包后，SES中将包含FCM32C0xx Samples Solution和FCM32R0xx Samples Solution。

在安装的支持包中，选择FCM32C0xx Samples Solution，

在Project‘Blinky’上双击，将Blinky设置为当前工程，点击工具栏按钮Build或按F7，构建工程。

通过Output窗口，可以看到工程的构建时间，生成的可执行文件的资源占用情况。

3. 使用J-Link调试应用

 

FCM32 Demo Board开发板没有提供外扩SWD调试接口，需通过引出的IO口，连接J-Link调试接口，注意使用外部调试器时，需将SB3/SB4/SB5移除。

通过Debug->go，进入调试界面，

即可开始源代码的跟踪调试。

4. 创建用户例程

 

安装FCM32的支持包后，用户可以基于支持包新建工程。新建工程的步骤如下：

1. 选择File->New Project…新建工程，在弹出的窗口中选择FCM32R0xx工程模板，指定工程位置和名字后，点击Next。

2. 指定MCU型号，以及烧写文件的格式。

3. 选择需要加载的文件。

4. 工程创建完成后，编译。

5. 使用J-Link连接开发板，点击工具栏的Start Debugging，进入调试模式，程序运行至main。

用户可以基于该例程，开发自己的应用。

5. 迁移STM32F0项目

 

FCM32C0xx/R0xx两个系列控制器，与STM32F0xx系列使用相同的内存映射，时序兼容。开发者已经熟悉的基于STM32F0系列的程序，通过简单的几个步骤，即可迁移到FCM32C0xx/R0xx MCU上运行，这一点对于RISC-V MCU开发初学者很有帮助。以GPIO_IOToggle工程为例，了解如何将例程迁移到RISC-V内核的FCM32R0处理器上。

1. 参考第4节创建用户例程，创建GPIO_IOToggle工程，MCU设置为FCM32R072RB。

2. 将F0示例工程目录下的Src和Inc文件夹，拷贝至GPIO_Toggle工程目录。

3. 在SES工程中，添加相应的源文件，

新建BSP Files文件夹，添加FCM32DriversBSPFCM-Nucleofcm32x0xx_nucleo.c。

新建Driver Files文件夹，添加FCM32DriversFCM32x0xx_HAL_DriverSrc下相应的时钟、中断及IO驱动。

移除Source Files目录下的main.c文件，添加Srcmain.c和stm32f0xx_it.c。

操作完成后，工程视图如下。

4. 修改头文件调用。

在main.h中，将

 

#include "stm32f0xx_hal.h" #include "stm32f0xx_nucleo.h"

 

替换为

 

#include "fcm32x0xx_hal.h" #include "fcm32x0xx_nucleo.h"

 

将Incstm32f0xx_hal_conf.h重命名为fcm32x0xx_hal_conf.h。

将fcm32x0xx_hal.h文件中的

 

#include "stm32f0xx_hal_***.h"

 

替换为

 

#include "fcm32x0xx_hal_***.h"

 

5. 构建工程，使用J-Link连接开发板，进入调试模式，运行程序，翻转LED状态。

6. 小结

 

ARM Cortex-M MCU已经有广泛的教育和应用的基础，开发者熟悉这种处理器架构和开发方法，许多基于ARM Cortex-M MCU芯片是物联网和嵌入式系统开发的首选平台。RISC-V指令集架构是计算技术中冉冉上升的新星，RISC-V单片机也频频亮相，单片机芯片的应用越来越多。本文介绍基于FCM32C0/R0系列单片机开发板、SDK软件包和SEGGER Embedded Studio，学习从ARM MCU迁移到RISC-V MCU的一种路径，希望本文对RISC-V嵌入式开发的初学者有帮助。

参考资料

1. 闪芯微 FCM32 Nucleo-64使用说明

2. 闪芯微 Sxx32f0至FCM32x0快速替换指南

3. 林金龙 移植Cortex-M程序到RV32中的问题 https://www.hanspub.org/journal/paperinformation?paperid=93109

4.林金龙 何小庆 深入理解RISC-V程序开发 北京航空航天大学出版社 2021年9月