STM32CubeIDE学习笔记

开发环境：

• win10
• IDE：STM32CubeIDE

STM32CubeIDE简介

产品链接。建议多看看官网的资料，很多问题都能在这些文档里找到答案。
STM32CubeIDE官网
STM32CubeIDE user guide

1. 特性

• 集成STM32CubeMX，提供以下服务：

  • STM32微控制器选择
  • 引脚分配，时钟，IP和中间件配置
  • 项目创建和初始化代码的生成

• 基于Eclipse?/ CDT，支撑ECLIPSE的?插件，GNU C / C ++中ARM ?工具链和GDB调试器。

• 其他高级调试功能包括：**

  • CPU内核，IP寄存器和内存视图
  • 实时变量观看视图
  • 系统分析和实时跟踪（SWV）
  • CPU故障分析工具

• 支持ST-LINK（STMicroelectronics）和J-Link（SEGGER）调试探针

• 从Atollic导入项目? TrueSTUDIO ?和AC6系统工作台的STM32

• 多支持操作系统：Windows ?，Linux的?和MacOS ?

2. 概述

STM32CubeIDE是一款多功能的多操作系统开发工具，集成了TrueSTUDIO和STM32CubeMX，它是STM32Cube软件生态系统的一部分。

简单来说就是：STM32cubeIDE = true studio for stm32 + STM32cubeMX

STM32CubeIDE是一个高级C / C ++开发平台，具有用于STM32微控制器和微处理器的外设配置，代码生成，代码编译和调试功能。它基于ECLIPSE?/ CDT框架和GCCtoolchain用于开发，而GDB用于调试。它允许集成数百个现有插件，这些插件完成ECLIPSE?IDE的功能

STM32CubeIDE集成了所有STM32CubeMX功能，以提供多合一的工具体验，并节省安装和开发时间。从板上选择空的STM32 MCU、MPU或预配置的微控制器或微处理器后，将创建项目并生成初始化代码。在开发期间的任何时候，用户都可以返回外围设备或中间件的初始化和配置，并重新生成初始化代码，而不会影响用户代码。

STM32CubeIDE包括构建和堆栈分析器，可为用户提供有关项目状态和内存要求的有用信息。

STM32CubeIDE还包括标准和高级调试功能，包括CPU内核寄存器，存储器和外设寄存器的视图，以及实时变量监视，串行线查看器（Serial Wire Viewer）接口或故障分析器。

STM32CubeIDE支持基于Arm?Cortex?处理器的STM32产品

3. STM32Cube介绍

STM32Cube是意法半导体的一项原始计划，旨在通过减少开发工作量，时间和成本来显着提高设计师的生产率。 STM32Cube涵盖了整个STM32产品组合。

STM32Cube是软件工具和嵌入式软件库的结合：

• 一套完整的PC软件工具，可满足一个完整项目开发周期的所有需求
  = 在STM32微控制器和微处理器上运行的嵌入式软件模块，可带来各种功能（从MCU组件驱动程序到更高级的面向应用的特性)

STM32Cube生态系统包括

• 一套易于使用的软件开发工具，涵盖从概念到实现的项目开发，其中

  • STM32CubeMX, 面向任意STM32设备的配置工具。这款简单易用的图形用户界面为Cortex-M内核生成初始化C代码，并为Cortex-A内核生成Linux设备树源码。
  • STM32CubeIDE, 一种集成开发环境。该IDE基于Eclipse或GNU C/C++工具链等开源解决方案，包括编译报告功能和高级调试功能。它还集成了其他工具，如STM32CubeMX（本身包含在STM32CubeIDE中）。
  • STM32CubeProgrammer（STM32CubeProg

）, 一种编程工具。它通过多种多样可用的通信媒介（JTAG、SWD、UART、USB DFU、I2C、SPI、CAN等）为读取、写入和验证设备和外部存储器等操作提供简单易用且高效的环境。

• STM32CubeMonitor-Power（STM32CubeMonPwr
  ）。功能强大的监控工具，可帮助开发人员实时微调其应用程序的行为和性能。

• M32Cube MCU和MPU软件包，特定于每个微控制器和微处理器系列的全面嵌入式软件平台（例如STM32F4系列的STM32CubeF4），其中包括

  • STM32Cube硬件抽象层（HAL），确保在STM32产品组合上实现最大的可移植性
  • STM32Cube低层API，通过对HW的高度用户控制来确保最佳性能和占用空间
  • 一套一致的中间件组件，例如RTOS，USB，TCP / IP和图形
  • 所有嵌入式软件实用程序以及全套外围设备和应用示例

• STM32Cube扩展包，包含嵌入式软件组件，这些组件通过以下功能补充STM32Cube MCU和MPU包的功能：

  • 中间件扩展和应用层
  • 在某些特定的STMicroelectronics开发板上运行的示例

下载安装

1. 下载

可以从STM32CubeIDE 网站上下载最新版本的安装程序。

在页面底部找到下图，根据自己电脑操作系统下载即可，这里以Windows版为例。 右边下拉菜单还可以选择其他版本，推荐下载最新版。
软件是免费的， 但下载时需要填写信息或注册登录。

2. 安装

前面几步较简单，这里跳过。

选择安装位置

• 安装路径中不要包含中文字符，不要包含中文字符，不要包含中文字符
• 建议选择短路径以避免工作区路径过长而面临Windows?限制。

“选择组件”对话框
选择要与STM32CubeIDE一起安装的GDB服务器组件。用于STM32CubeIDE安装调试的每种JTAG探针类型都需要一个服务

3. 可选配置

1. 汉化

如下图打开安装软件界面：

进入以下网址：
http://mirrors.ustc.edu.cn/eclipse/technology/babel/update-site/

选择 R0.18.2，并单击进入

选择如选择:2020-12，并单击进入

复制此时网址链接

将以下内容填入 Add Repository 对话框。其中的位置就是上面得到的链接。

language

http://mirrors.ustc.edu.cn/eclipse/technology/babel/update-site/R0.18.2/2020-12/

单击 添加 按钮。之后会弹出下面对话框，下拉找到图中红框选项，

单击其最左侧的多选 > 按钮，在下拉框中选中打勾下图红框部分，之后单击 下一步。

注：
上图红框选项指软件的界面汉化，其中后面的（85.21%）表示汉化程度，可见还并未完全汉化。
其他选项也是汉化选项，是关于库，编程等的，安装会导致程序BUG，故不推荐安装。这里只对界面进行汉化。

单击 下一步

勾选接受许可协议，点击 完成

之后会弹出下面的对话框，单击 install anyway

单击现在重启，汉化完成

2. 更换主题

软件自带了几个主题，具体可以点击菜单栏 Windows-> preference，搜索 theme并尝试。但官方主题不太好用，所以下面讲解如何使用外部主题。
菜单栏 Help，在下拉栏中双击 Eclipse Marketplace打开。

之后按照软件提示，一路默认安装即可。最后重启软件，选择主题。
如果后面还想更改，点击菜单栏 Windows-> preference，搜索 theme并尝试。

3. 中文注释字体显示问题解决

当我们尝试中文注释和英文注释混编的时候，会出现中文注释突然变小的问题

解决办法： 菜单栏 Windows-> preference

参考链接

• STM32CubeIDE注释字体问题
• STM32的开发环境cubeIDE注释混乱问题解决方法

新建工程模板

这里以控制 GPIO 输出/输出为例说明

1.1 新建工程

新建工程有两种途径。如下图示：

1. 第一种：界面左上角 file -> New -> STM32 Project`
   

2. 第二种：默认启动界面，在这里直接单击开始新工程。如果看不到下图界面，单击上图中 红色五角星 上方的 “感叹号” 图标，就会出现了。
   

之后会弹出如下的 芯片选择界面。
这里有很多种查找芯片的方法，我们这里直接在搜索框 （1 处）里搜索，在右下结果框里（2处）选中我们要查找的芯片即可。注意其最左边的五角星 ，单击收藏，则会变成蓝色。下次我们可以直接单击左上角搜索框上方的大五角星（ 3 处），就能够快速查看已收藏的芯片，方便快速。
选好后，我们单击 下一步。

1 处输入工程名称
2处 是工程存储地址，可以自定义 ，但要注意你需要为工程文件再单独新建一个文件夹，不然所有文件都会平铺在当前文件夹中。
3 处是编程语言，这里选择使用C++。之后单击 下一步

这里是关于库文件的选项，第一个是将库文件链接到安装目录下，这样工程目录下其实是没有库文件了，如果换电脑目录改变，则需要重新链接，不推荐。第二个是复制库文件到工程目录下。建议选择第二个。

接下来就是熟悉的 CubeMX 初始化配置界面了，操作方法也没有什么难的，就是将我们之前用代码写的初始化变成了图形化操作，按照我们初始化的思路一步步勾选即可了。下面具体操作。

1.2 引脚与配置(Pinout and Configuration)

1. 系统配置。这里是调试工具选择和基准时钟源选择。我们用的是ST-Link的SWD（Serial Wire Debug）调试模式，所以选择 Serial Wire 串行线。时钟基准源默认系统滴答时钟 SysTick。
   

2. 时钟源配置。一共有以下选项。

• 外部晶体/陶瓷晶振(Crystal/Ceramic Resonator)：由外部无源晶体与MCU内部时钟驱动电路共同配合形成，有一定的启动时间，精度较高。外部晶振没有时，自动切换为自带的内部晶振。

• 旁路时钟源(Crystal/Ceramic Resonator)：直接从外界导入时钟信号。犹如芯片内部的驱动组件被旁路了

• Disable：无时钟，相关功能不工作。

  这里HSE配置为外部晶振，LSE选Disable(低速时钟是给看门狗和RTC的，目前未用)。时钟输出关闭。

3. 引脚配置。
   在图左图形界面单击我们用到的引脚。这里我们使用的LED引脚有 PD2 和 PC8，都是低电平点亮，具体可查看开发板原理图。两个引脚我们都配置为输出模式。
   

   然后我们到左边的引脚具体配置。配置如图示，两个引脚相同。

1.3 时钟配置(Clock Configuration)

选择外部8MHz晶振，配置系统时钟为72MHz。注意APB1总线时钟式36MHz，需二分频。
这里和后面的配置都不需要保存的，也没有保存按钮

1.4 项目管理(Project Manager)

这里我们注意勾选上图中红框部分。这样生成的代码每个外设一个文件夹，就不会全堆在main.c文件里了。其他的默认。

1.5 工具(Tools)

保持默认即可

1.6 编译生成初始化文件

单击上方工具栏的 设备配置工具代码生成 ，完成工程建立。观察左侧的项目资源管理器，会发现多出了gpio.c文件等等。现在就可以正式编写程序了。

我们可以单击其左边的锤子 ? 编译 按钮，编译应该是没有错误的。

1.7 工程复制

开发过程中有时候需要复制一个已有的项目，在该项目之上进行开发，STM32CubeIDE不允许同一个工作空间中出现同名项目，这时候就需要修改项目名称了，方法如下：

方案一

直接在 IDE 左侧的文件浏览框中，右键项目名复制。

1. 右键项目名，选择 Copy 复制
2. 右键空白处，选择 Paste 粘贴工程，重命名项目名，并选择存放位置
3. 右键新项目的 .ioc 文件，重命名，和新项目名一样。
4. 删除新项目下原来项目命名的 .launch和.cfg 文件。
5. 在资源管理器中，删除新工程下的 .mxproject 文件!删除新工程下的 .mxproject 文件!删除新工程下的 .mxproject 文件!
6. 现在可以自由编辑新工程了

方案二

在资源管理器中复制粘贴项目

1. 复制已有工程，并重命名
2. 在资源管理器中，删除新工程下的 .mxproject 文件!删除新工程下的 .mxproject 文件!删除新工程下的 .mxproject 文件!
3. 双击新项目名并重新打开，在IDE中，右键项目名，选择 Rename 重命名
4. 删除新项目下原来项目命名的 .launch和.cfg 文件。
5. 现在可以自由编辑新工程了

1.8 新建文件夹和文件

由于使用 Stm32CubeIDE 会自动生成配置初始化文件。为了将配置文件和自己的工程文件区分、避免相互影响，我们需要单独建立一个文件夹，存放我们自己的代码。

之后所有的参考程序都会存放在我们新建的 BSP 文件夹下。

这里有两种方法，一个是使用 STM32CubeIDE 重新建立文件和文件夹（适用从零开始的工程）。另一种是从外部导入文件和文件夹（适用工程迁移）。

新建文件和文件夹

右键工程名，鼠标移至 NEW上，在右侧弹窗中单击 Sorce Folder新建文件夹。在这上面还有类似的 Folder选项，至于两者不同点，还请自行尝试。

随后新建源文件或头文件，和上图类似，不过这次是在刚刚新建的文件夹名上右键，选择NEW，并在右侧弹窗中单击 Sorce Files或者Header File 新建源文件和头文件。

头文件包含，新建文件夹后，需要在编译器中另外包含文件夹地址，否则编译会提示找不到文件。

导入外部文件-文件夹

• stm32CubeIDE 在自己工程中添加.c 和.h文件

使用 C++ 编程

1. 新建 C++ 工程
   如下图所示，只需要改动一处即可。
   
2. 添加个人文件夹（参考上文的工程中添加文件）
   为了避免软件生成的配置文件和我们自定义文件混淆，建议将自己的文件单独放在一个文件夹中。
   另外还需要在G++中包含头文件夹，Properties->C/C++ Build->Tool Settings：

• -> MCU G++ Compiler -> include paths 和
• -> MCU GCC Compiler -> include paths

3. 编写程序，注意.cpp中函数有被.c中函数调用时，需要在.cpp函数的头文中添加 （源文件.cpp中不需要添加）extern "C" 。

   #ifndef MY_MAIN_H_
   #define MY_MAIN_H_
   
   #ifdef __cplusplus
   extern "C" {
   #endif
   
   void setup();  // 被main.c调用
   void loop();   // 被main.c调用
   
   #ifdef __cplusplus
   }
   #endif
   
   #endif /* CPP_TEST_H_ */
     

4. 之后就可以自由使用 C++ 了。

参考链接

1. STM32CubeIDE资源
2. STM32CubeIDE属于一站式工具，本文带你体验它的强大
3. STM32CubeMX系列教程03_创建并生成代码工程
4. STM32CubeIDE使用笔记（01）：基础说明与开发流程

工程模板文件解读

1.1.7 文件夹结构

CMSIS

存放STM32F1xx芯片硬件与代码桥接的相关定义。

1）include

包含位于CMSIS标准的核内设备函数曾层的Cortex-M核通用的头文件，作用是为那些采用Cortex-M核设计SOC的芯片商设计的芯片外设提供一个进入内核的接口，定义了一些内核相关的寄存器。这些文件在其他公司的Cortex-M系列芯片也是相同的。写STM32F1xx的程序时，必须用到其中的四个文件：core_cm3.h、core_cmFunc.h、corecmlnstr.h、cmsis_armcc.h，其他的文件是属于其他内核的，还有几个文件时DSP函数库使用的头文件。

2）Device

时具体芯片直接相关的文件，将举办韩启动文件、芯片外设 寄存器定义、系统时钟初始化功能的一些文件，有ST公司提供
gpio：外设初始化配置函数

• stm32f103xe.h 头文件 （Device\ST\STM32F1xx\include\stm32f103xe.h）

是stm32f103xe系列新片片底层相关的文件，包含了STM32中所有的外设寄存器地址和结构体类型定义，比如熟悉的宏定义GPIOA，结构体类型 GPIO_TyoeDef都在该文件定义。

• systen_stm32f1xx.c文件（Device\ST\STM32F1xx\Source、Templates\systen_stm32f1xx.c）

定义了几个函数：系统初始化函数：SystemInit()、系统内核始终更新函数：SystemCoreClockUpdate()、外部SRAM启动控制函数：SystemInit_ExtMemCtl()。SystemInit函数是在芯片复位后执行的一个函数，用于预初始化内核时钟

• startup_stm32f103xe.s 启动文件 (文件路径：\Device\ST\STM32F1xx\Source\Templates\arm\startup_stm32f103xe.s)

是一个汇编文件，不同开发环境平台该文件内容不同(虽然文件名称相同，所以使用时注意区分)。该文件内容才真正是芯片上电后运行的内容，在运行了这文件内容后程序才跳转至 main.c 文件中的 main 函数。后面我们会单独分析该文件内容。

STM32F1xx_HAL_Driver 文件夹：有 Inc 跟 Src 两个文件夹，这里的文件属于CMSIS 之外的、芯片片上外设部分。

Src 里面是每个设备外设的驱动源程序，Inc 则是相对应的外设头文件。Src 及 Inc 文件夹是 HAL 库的主要内容。在 Src
和 Inc 文件夹里的就是 HAL 库针对每个外设而编写的库函数文件，每个外设对应一个 stm32f1xx_hal_ppp.c 和 stm32f1xx_hal_ppp.h 文件，部分外设有特殊功能还有一个 stm32f1xx_hal_ppp_ex.c 文件，其中 ppp 为外设名称，比如
gpio、adc、i2c 等等，见下面表格。

main.c：存放main函数和SystemClock_Config函数

stm32f1xx_assert.c：

stm32f1xx_hal_msp.c：其中的 HAL_MspInit() 是芯片系统级初始化，一般实现系统的中断配置，比如硬件错误、微处理器故障、总线错误等。其在 HAL_Msplnit函数中被调配，而main函数起始就调用 HAL_Init 函数。

stm32f1xx_it.c：存放中断服务函数

stm32f1xx_hal_conf.h：见上面表格

stm32f1xx_it.h：中断服务函数声明，一般很少改动

使用问题合集

连接多个st-link 调试Multiple debuggers

当一台电脑同时连接多个st-link是，cubeide会提示仿真下载错误，这是需要在仿真设置里额外配置

一个stm32cubeide软件只能一个工程在debug模式
如果要同时调试两台设备，就需要打开两个cubeide软件且不在同一工作空间（Workspace）

进入Debug Configurations

1. 使能 Shared ST-Link 选项，否则后面的无法使用 寻找 功能即找不到st-link
2. 勾选 使用特定的ST-Link序列号，意味着我们当前工程会仅只用我们待会指定的仿真器（序列号唯一）
3. 点击 寻找，软件会自动列出当前已连接的st-link。建议在寻找之前，断点重连所有的st-link。
4. 选择想要的st-link序列号
5. 端口号码默认61234，但是当我们同时有多个仿真器运行时，则必须保证每一个这里的端口号码不一样，随便填。
   

STM32CubeIDE 编译报错“no such file or directory”

修改了项目名称（右键项目名 -> Rename）后，编译报错 “no such file or directory”，但实际报错的文件是存在的，且修改名称之前编译是正确的。
原因：修改项目名后，软件会自动修改所有相关依赖项和地址路径，但不会修改用户自己添加的文件夹及文件的路径，所以还需要自己再手动修改。
解决：修改路径包含中的项目名即可，将下图中的项目名改为detector_A1.1（原名称为 detector_A1.0 ） ，保持和工程的项目名一致。

STM32CubeIDE 文件夹及文件灰色且有一条斜杠

如下图所示，DELAY 文件夹灰色并且文件及文件夹上面都有个斜杠。另外编译时，也提示未定义 delay_ms 函数（实际已经在delay.c 文件种 ）
检查了 Inlcude paths ，DELAY 文件夹已经包含，说明是其它问题导致

解决方法：
右键项目名，进入 Properties 配置界面
依次选择 c/c++ general -> paths and symbols -> source location；找到并选中 DELAY 文件夹的上一级文件夹 BSP。单价 edit filter

在弹窗种选中 DELAY 文件夹名，单击 Remove 从目录中删除。OK 确认返回刚才界面，单击 Apply and Close 保存退出。

这里还可以看到 spi1 文件夹也被屏蔽了，这是之前遇到一样的情况，我干脆把这个文件夹删了，并未深究。这里算是搞明白了。

从弹窗的标题 Source Folder Exclusion Patterns （源文件夹排除格式）。这里面添加的就是从每个文件夹种被排除的文件夹或文件，其实就是屏蔽文件来加入到工程，这也就是为什么是灰色且有斜杆且编译提示未定义了。

参考资料

• eclipse cdt中.c文件而且灰色有个斜杠是什么意思

STLINK 下载仿真问题-Failure starting GDB server: TCP port 61234 not available.

下载或Debug时，报如下错误
Failed to bind to port 61235, error code -1: No error
Failure starting SWV server on TCP port: 61235
Failed to bind to port 61234, error code -1: No error
Failure starting GDB server: TCP port 61234 not available.
Exit.
使用 STlink Utililty软件下载，可正常连接并下载程序。
查询资料：
https://community.st.com/s/question/0D50X0000C8d0oXSQQ/hii-am-using-stm32ide-if-i-entering-into-debug-mode-getting-this-error-please-help-me-to-crack-thisfailed-to-bind-to-port-61234-error-code-1-no-errorfailure-starting-gdb-server-tcp-port-61234-not-available
猜测是端口占用问题。有两种解决方案：

1. 可通过重启电脑解决问题，但后续仍会失败
2. （推荐）在调试配置中将 GDB 服务器的端口号从 61234 更改为 41234（其它任意值均可），并且无需重新启动计算机即可正常工作。
   
   参考资料：
   • i am using stm32IDE if i entering into debug mode getting this error please help me to crack this.
   • Fix Failure starting GDB server - ST LINK V2 Failed to bind to port 61234
   • Failure starting GDB server
   • RT-Thread Studio调试错误 Failed to bind to port 61234, error code -1: No error

每行空格和结尾出现点号和奇怪的符号

如下图所示

在菜单栏，单击，即可取消显示