Keil如何进行stm32的程序开发.docx

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Keil如何进行stm32的程序开发

使用Keil进行stm32的程序开发

本章的上一节向读者介绍了KeilMDK的安装流程与在KeilMDK的μVision4集成开发环境下进行stm32工程的建立方法。

本节我们就来看看如何使用KeilMDK开发工具进行stm32应用程序的开发。

在此之前有必要向大家介绍几个名词，Keil、MDK、μVision4、RealView、RVCT、JLINK还有RVDS，这些名词分别表示什么，有什么从属关系呢？

相信很多读者并没有明确的概念，现在简单的说明一下：

Keil：

这个大家应该最为熟悉，Keil其实是一家公司的名字，而这家Keil公司由两家私人公司联合运营，分别是德国慕尼黑的KeilElektronikGmbH和美国德克萨斯的KeilSoftware组成。

大家很熟悉的keilC51就是从KeilSoftware手中诞生的。

但是在2005年，Keil公司被ARM公司收购。

值得一提的是，Keil公司只有区区20多名员工，却仍然做出了伟大的作品。

MDK：

MDK全称MicrocontrollerDevelopKit，意为微控制器开发套件。

ARM收购Keil公司的意图在于进军微控制器（也就是我们常说的单片机）领域，MDK就是这种意图下的产物。

但我们一般仍称之为KeilMDK而不是ARMMDK，KeilMDK作为一个套件，包含了一系列软件模块。

包括Keil公司的IDE环境”μVision”，ARM公司的编译器RVCT，Flash烧写软件模块等。

μVision4：

μVision4是Keil公司的IDE环境”μVision”的第四个版本，从根本上来说μVision4是一个开发环境，并不必须包含编译器、仿真、烧写等模块。

比如AVR单片机的一个开发环境WinAVR（又称GCCAVR）就不包含仿真调试器，也不包含烧写模块。

值得一提的是，家喻户晓的KeilC51正是基于μVision2开发环境，所以μVision4的界面和μVision2非常的相似，很有利于广大习惯于μVision2开发环境的开发人员转向使用μVision4进行stm32的开发。

RealView：

是ARM公司编译工具的名称。

其首字母就是下文提到的RVCT中的’R’。

RVCT：

全称为RealViewCompilationTools，意为RealView编译工具。

是ARM公司针对自身ARM系列CPU开发的编译工具，其主要由：

●ARM/Thumb汇编器armasm

●连接器armlink

●格式转换工具fromelf

●库管理器armar

●C和C++应用程序库

●工程管理

组成，这些模块都被嵌入到了集成KeilμVision4开发环境里（但绝不仅是KeilμVision4）。

值得一提的是，ARM公司作为ARM处理器的设计者，其编译工具RVCT的性能与表现是无与伦比的，没有任何一套编译工具能取代其成为首选。

RVDS：

全称为RealViewDeveloperSuite，意为RealView开发套件。

是ARM公司为方便用户在ARM芯片上进行应用软件开发而推出的一整套集成开发工具。

该套工具包括软件开发套件和硬件仿真工具，是软硬件结合的套件。

RVDS的价格十分的高昂，但功能也十分的强大，基本不会在普通企业和个人用户手中出现。

J-Link：

J-Link是SEGGER公司为支持仿真ARM内核芯片推出的JTAG仿真器。

配合IAREWAR，ADS，KEIL，WINARM，RealView等集成开发环境支持所有ARM7/ARM9/Cortex内核芯片的仿真，通过RDI接口和各集成开发环境无缝连接，操作方便、连接方便、简单易学，是学习开发ARM最好最实用的开发工具。

笔者使用的就是J-Link仿真器，并且推荐各位读者使用J-Link仿真器进行stm32工程的开发。

OK，名词解释完毕，相信各位读者看完之后，以后不会再秉持“我使用Keil编译器……”或者“我正在下载RVDS……”这种看似内行本质外行的言论了^_^。

本书选用KeilμVision4作为本书中工程实例的开发环境，原因在于其软件操作方式简单，功能齐全，有KeilC51开发经历的读者朋友可以很快上手。

而且作为ARM公司旗下根正苗红的IDE，相信ARM公司是不会让自家孩子在外边献丑的。

一般情况下，我们会使用IDE做以下事情：

1、编写程序代码。

2、编译程序。

3、烧写程序。

4、调试程序，包括查看变量、内存、寄存器，时间跟踪分析、甚至可以调用虚拟打印窗和虚拟逻辑分析仪用以显示程序输出。

5、输出需要的文件如Hex、Bin、Lib等……

我们就遵循以上几条思路，来看看我们的KeilμVision4如何实现这些功能。

首先请读者准备好一块至少拥有一个最小系统的stm32硬件环境，J-Link仿真器，然后依照上一节的办法建立一个stm32的工程，建立完毕后请将如下代码作为main.c文件的内容：

———————————————————————————————————————

#include"stm32f10x_lib.h"

u32Stm32IdHigh=0;

u32Stm32IdMed=0;

u32Stm32IdLow=0;

voidRccInitialisation（void）;

intmain（void）

{

  RccInitialisation（）;

Stm32IdLow=*（（u32*）0x1FFFF7E8）;

Stm32IdMed =*（（u32*）0x1FFFF7EC）;

Stm32IdHigh=*（（u32*）0x1FFFF7F0）; 

while

（1）;

}

voidRccInitialisation（void）

{

ErrorStatusHSEStartUpStatus;

  RCC_DeInit（）;

  RCC_HSEConfig（RCC_HSE_ON）;

  HSEStartUpStatus=RCC_WaitForHSEStartUp（）;

  if（HSEStartUpStatus==SUCCESS）

  {

   RCC_HCLKConfig（RCC_SYSCLK_Div1）; 

   RCC_PCLK2Config（RCC_HCLK_Div1）; 

   RCC_PCLK1Config（RCC_HCLK_Div2）;

   FLASH_SetLatency（FLASH_Latency_2）;

   FLASH_PrefetchBufferCmd（FLASH_PrefetchBuffer_Enable）;

   RCC_PLLConfig（RCC_PLLSource_HSE_Div1,RCC_PLLMul_9）;

   RCC_PLLCmd（ENABLE）;

   while（RCC_GetFlagStatus（RCC_FLAG_PLLRDY）==RESET）;

   RCC_SYSCLKConfig（RCC_SYSCLKSource_PLLCLK）;

   while（RCC_GetSYSCLKSource（）!

=0x08）;

  }

}

———————————————————————————————————————

键入如上代码完成后按下ctrl+S进行保存。

然后我们来看看在开始代码编译调试之前需要进行哪些设置工作。

1、右键点击project区工程组中的顶部”MyFirstJob“，在弹出的右键菜单中选择”OptionforTarget‘MyFirstJob’……”项，弹出设置窗口，如下图所示：

1.jpg（94.23KB）

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在弹出的设置窗口OptionforTarget‘MyFirstJob’中，请读者执行如下操作：

（1）切换到Debug标签，选择Use：

CortexM/RJ-LINK/J-Trace，勾选LoadApplicationatStartup，Runtomain（）等，如下图所示：

2.jpg（96.74KB）

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（2） 切换到Utilities标签，选择UseTargetDriverForFlashProgramming，并选择CortexM/R 

J-LINK/J-Trace，点击Settings，在弹出的窗口中点击Add按钮，根据读者自身的stm32型号做出如下选择：

●如果使用的是stm32f103x4或stm32f103x6系列，则请选择STM32F10XLow-densityFlash；

●如果使用的是stm32f103x8或stm32f103xb系列，则请选择STM32F10XMed-densityFlash；

●如果使用的是stm32f103xc、stm32f103xd或stm32f103xe系列，则请选择STM32F10XHigh-densityFlash；

这里的High、Med、Low分别对应了stm32中各种型号中的大、中、小容量Flash型号。

笔者使用的是stm32f103rbt6，所以应该选择STM32F10XMed-densityFlash。

如下图所示：

3.jpg（97.02KB）

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选定后依次点击Add——OK，完成OptionforTarget‘MyFirstJob’的设置。

2、按下F7进行编译，无错误和警告提示。

3、在连接好硬件之后（包括J-link驱动的安装）按下ctrl+F5进入实时仿真状态，还需提及的是，ctrl+F5操作不仅仅表示进入了仿真调试状态，而且还把程序真正的烧写进了STM32的FLASH空间里。

4、可以看到进入仿真状态的KeilμVision4在界面上多了不少变化：

λ   * 多出调试工具栏：

其中上面分别有Reset（复位）、Run（全速运行）、Step（单步进入函数内部）、StepOver（单步越过函数）、StepOut（单步跳出函数）等图标；

λ   *  多出一个汇编跟踪窗口；

λ   * 多出一个命令提示窗口；

如下图所示：

4.jpg（123.65KB）

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当然这些窗口可以根据需要随时关闭或开启。

5、很值得说一下Reset（复位）、Run（全速运行）、Step（单步进入函数内部）、StepOver（单步越过函数）、StepOut（单步跳出函数）这几个按钮的作用：

Reset：

复位按钮，其作用是让程序回到程序的起始处开始执行，注意这相当于一次软复位，而不是硬件复位；

Run：

全速运行按钮，其作用是使程序全速运行；

Step：

单步进入函数内部按钮，如果当前语句是一个函数调用（任何形式的调用），则按下此按钮进入该函数，但只运行一句C代码；

StepOver：

单步越过，无论当前是任何功能的语句，按下此按钮后都会执行至下一条语句；

StepOut：

单步跳出函数，如果当前处于某函数内部，则按下此按钮则运行至该函数退出后的第一条语句；

此外经常用到的还有两个按钮：

“Start/StopDebugSession”、“Insert/RemoveBreakpoint”，分别是“开启/关闭调试模式”和“插入/解除断点”，分别对应快捷键Ctrl+F5和F9。

最后笔者建议读者应该尽快熟悉这些调试工具按钮所对应的快捷键，如全速运行Run按钮对应F5按键，单步运行Step对应F10按键等。

熟悉使用这些快捷键一定能极大地提高调试程序的效率。

6、首先请读者是光标停留在程序中“while

（1）;”一句所在行，按下F9设置断点，并随即按下F5执行全速运行。

很快可以看到程序停在了while

（1）;一行，如下图所示。

因为程序很短小，对于72MHz主频的STM32来说，花费的时间只有几个us。

5.jpg（78.7KB）

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7、解释一下该程序的作用，首先在程序顶部进行三个外部变量Stm32IdHigh、Stm32IdMed、Stm32IdLow的定义。

随后调用RccInitialisation（）函数对STM32的时钟进行配置。

然后读出STM32整个存储空间中起始地址为0x1FFFF7E8、0x1FFFF7EC、0x1FFFF7F0的数据，分别保存在三个外部变量中。

事实上，这三个地址所存放的是STM32本身所自带的全球唯一身份识别码（ID）。

每一片STM32都拥有与任何其他一片任何型号的STM32器件不同的ID码，这对数据加密有重要意义。

8、如何查看变量的值呢？

有两种办法，一是将光标置于该变量上，大约1秒钟之后该变量的值会在光标附近浮现。

这种方法经常使用在仅仅查看单个变量的值的情形中。

第二种办法是使用μVision4的Watch窗口，操作流程如下：

依次点击View——WatchWindows——Watch1/Watch2，此时会根据选择出现Watch1或Watch2窗口。

随后使用光标拖选想要查看的变量并拖放到该Watch中即可查看到该变量的当前值。

将三个变量都添加进Watch1窗口之后，界面如下所示：

6.jpg（94.75KB）

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可以看到这三个变量的值分别为Stm32IdHigh=0x87203743、Stm32IdMed=0x51508248、Stm32IdLow=0x066Bff52。

9、我们都知道，变量一定是存放在STM32内部的存储空间中（无论是FLASH空间还是RAM空间），那理所当然的这些存储空间应该也是可以查看的。

操作流程如下：

依次点击View——MemoryWindows——Memory1/Memory2/Memory3/Memory4，此时根据选择出现Memory窗口。

在该Memory窗口中填入所要查看的存储地址（此处填入0x1FFFF7E8，注意前面的0x不能省略），按下回车键后Memory窗口的内容发生跳转，如下图所示：

7.jpg（119.17KB）

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我们可以看到，从0x1FFFF7E8地址处开始的数据分配情况如下：

0x1FFFF7E8：

52FF6B06

0x1FFFF7EC：

48825051

0x1FFFF7F0：

43372087

……

在第8点的时候我们列出了Stm32IdHigh、Stm32IdMed、Stm32IdLow三个变量的值分别为Stm32IdLow=0x066Bff52、Stm32IdMed=0x51508248、Stm32IdHigh=0x87203743。

细心的读者可以发现存储区空间的数据和这三个变量有这“一样”却有“不一样”的地方。

一样在于数据的大小是一致吻合的，不一样在于数据的排列顺序却颠倒了。

这就是所谓的小端格式：

低地址中存放的是字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节。

（注意Memory窗口中，地址是从左往右，从上往下递增的）

10、此外μVision4开发环境中较为经常用到的功能还有文件查找（FindinFiles）、分析仪（AnalysisWindow）、寄存器组（RegisterWindow）等。

这些功能模块可以在菜单栏里面轻易地找到并启用。

以上就是使用KeilMDK开发工具进行STM32开发应用的所必须的基本操作，读者要在接触KeilMDK的早期熟悉软件的基本使用方法，并在此基础上逐步探索KeilMDK的一些高级功能，特别是一系列快捷键的使用，对日后进行程序开发必定大有裨益。