stm32填坑之旅一

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开篇

没有时间只是自己找的借口罢了！
开篇一定要精彩，不然路人不理睬！下述是笔者作为arm小白的填坑之旅

没错，这个之前一直从事软件开发的笔者，开始搞硬件了，当然仅仅是数电！模电需要有很扎实的电路基础，而笔者有的只有“扎实”的逻辑基础。
那为什么笔者要开始搞硬件呢？
其实早在大学期间，笔者所在专业（计算机科学与技术）中就有一门课就专门讲了硬件-软件的连接以及实现，只怪当初没有好好学，只是心中有那么个印象，就是时钟驱动逻辑电路去处理每一个指令然后完成整个逻辑（当然，这个印象很重要，在arm中，时钟就是它的心脏！）。
毕业后若干年，物联网行业开始兴起，于是手痒痒了，仅凭这一印象，开始入手了人生中的第一块板子——树莓派3B，用来做了一些小玩意儿，但那都是在linux的基础上做的，和软件开发没什么区别，于是乎，这块树莓派至今都在吃灰。
第二块板子便是arduino，比树莓派稍微有点难度了，没有OS，且ram也只有几百KB，做了几个demo后，发现太依赖arduino的环境了，也不是C开发，并没有真正接触底层，于是这块arduino跟树莓派正在一起吃灰中。
笔者的主开发语言是js，出于对脚本语言的熟练，我偶然间发现了NodeMCU这个东西，发现是块可以用lua脚本写逻辑的板子，甚是欢喜，后来还烧录了espruino固件和micropython固件，把玩了许久后终于还是去吃灰了！
看来IoT行业并没有那么简单，于是收收心搞主业了！直到上个月手头没啥业务了，又开始手痒痒，查阅了avr和arm的利弊后，最终选择了arm，毕竟大佬的意见是想挑战就选arm（其实arduino板就是使用了avr架构的atmega芯片）！于是开始某宝之路。

选材#1 STM32f103c8t6

笔者作为arm初学者，不能上来就搞大货（比如xx开发套件，xx集成开发板），一是贵，二是没必要。再三某宝后，最终选定了stm32最便宜的板子STM32f103c8t6，是国产的板子，应该是st授权过的板子，然后各种仿制。
笔者入的是块黑色板子，如下图：

这块板子对于初学者来说太实惠了，RMB11，65536b(64kb)的flash和20480b(20kb)的sram，完全够用了，还有一个microUSB口，舒服！
当然，某宝上还有其他各种颜色的板子，电路排布略有不同，但功能都不尽相同。

踩坑#1 烧录

兴致勃勃地拿了快递，兴致勃勃地拆了快递，兴致勃勃地拿USB线连接到了电脑，尴尬的是毫无反应，USB信息里也没有任何st字样的项，于是开始查阅各种资料才发现，stm32f103x的microUSB口是用作电源和DFU烧录用的，于是又查了DFU的资料，发现stm32f103x并没有烧录dfu的支持固件，所以不能用DFU烧录，所以还是要其他烧录方式！

选材#2 st-link v2

在采坑#1后，我查到了stm32的另外两种烧录方式：JTag和st-link，JTag在某宝上的价格要几十块，而st-link则是10块上下，但是JTag比st-link要好用，于是果断选了st-link，便宜和爱折腾才是王道（一位图拉丁人说）。
于是在某宝上又入了一个st-link v2，RMB10.5。

踩坑#2 跑起来了

拿到st-link后，才意识到stm板子上的引脚没有焊接，于是就把swd引脚和跳线引脚给焊接上了。
然后照着板子上的swd的引脚说明，连接到st-link对应的引脚！

完美，一插上，板子上的贴片蓝色LED就开始闪烁起来了（据说蓝灯闪烁是出场时候烧录的测试程序，说明板子是正常工作的）。

踩坑#3 开发环境搭建

在查阅资料的时候，发现大大多数开发者用的操作系统要么是Windows要么就是Linux的，而笔者用的macOS，又一个大坑渐渐浮现，我直接填一下吧。
需要材料：

1. 安装STM32CubeMX
2. 安装homebrew
3. 安装stlink命令行工具：brew install stlink
4. 安装open-ocd命令行工具：brew install openocd
5. 安装arm-none-eabi-gcc命令行工具：brew tap ArmMbed/homebrew-formulae && brew install arm-none-eabi-gcc
6. 安装Clion2019，笔者比较喜欢jetbrains系列的IDE。记住，一定要安装新版本，老版本没有适配和安装Embedded MCU Development plugin，这个插件能简化很多操作！

然后就可以愉快地玩耍了！
打开clion，新建一个项目，选嵌入式stm32的那个

创建项目后，会自动打开STM32CubeMX，或者手动打开项目中的ioc文件，在编辑区会有一个链接能打开STM32CubeMX。

它默认创建的是STM32f030f4px的芯片，在下面的操作中修改芯片

然后在project manager中修改

路径修改了一次就不能修改了哦！最后点击右上角的generate code。
返回clion后，就会同步文件，发现代码都生成了，点击编译，居然毫不费力地成功了，甚是欢喜！

然后烧录，点击运行，clion居然报错了

原来是编辑器板子的配置文件没有选定，需要再run/debug configuration中配置


这时，笔者找遍了整个列表都没找到stm32f103字样的项，于是去各种查阅，网上说并没有stm32f1discovery的项，这个low-level的板子太杂了，需要用board/st_nucleo_f103rb.cfg才行。
然后再点击运行，嘿，居然一堆红色的文子，看得头皮发麻

然后又是各种查阅，原来要修改board/st_nucleo_f103rb.cfg的配置

• 把接口改成stlink-v2，原来是stlink-v2-1，笔者买的是stlink-v2，如果你买的是v2-1，那这个不用修改
• 把最后一行注释掉 #reset_config srst_only

再运行，嘿，蓝灯居然不闪了，估计是烧录成功了，因为红色文子里没有什么错误信息了。
然后开始看项目结构，根据笔者的经验，用户逻辑的入口肯定是类似src，main之类字样的文件中的，果然，在Src/main.c中找到了入口。
里面有很多注释，主要是用于STM32CubeMX生成代码所标记的，不要乱改这些注释，否则会对代码生成产生影响的，你需要修改的就USER CODE字样注释范围内。
果然找到了蓝灯不闪烁的原因了，原来是main方法里的while里是空的，导致没有对蓝灯没有做任何处理，蓝灯默认是灭的。
于是开始查阅stm32有关GPIO的文档，可以使用hal库来操作

  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */

    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_12);
    HAL_Delay(100);
  }

HAL_GPIO_TogglePin方法是切换io口的状态，第一个参数是io口的集合，第二个参数是具体集合中那个口。那为什么是GPIOB和GPIO_PIN_12呢？

采坑#4 GPIO

STM32f103c8t6板载的蓝色LED肯定是能修改的，或者是有其他用途的。经仔细查阅某宝的那个详情后，找到了它的电路图

在图中，找到了两个LED灯，一个是红色LED，是接地的，常亮状态，指示通电状态。蓝色LED则是接入到了PB12，意思就是可以通过PB12的口来控制这个蓝灯，于是，推断一下就是GPIOB和GPIO_PIN_12这两个参数了（其实是通过多次敲代码，在只能提示候选列表中找到的）。
HAL_Delay自然就是延时等待多少毫秒的作用了！
代码修改好了，再运行，吧唧，没反应，蓝灯没有闪也没有亮，咋回事？预期应该是狂闪的呀！

采坑#5 hal库和rcc库

为什么操作GPIO没有反应呢？依旧是查阅资料，网上说需要配置GPIO，不然用不了，然后给出了很多代码，粘贴进来后，都是语法错误，什么RCC没有找到之类的错误，应该是库没有引入进来导致的，想include rcc库，结果在项目中找不到rcc库，于是又是一番查阅。
笔者这个时候就在想，我用的hal库，会不会rcc也是类似hal的库呢，果然不是！hal中也有rcc的部分实现，所以只是用hal库应该没什么问题。
然后就搁置了一段时间！

采坑#6 调试

我想想看，能不能用调试功能，因为st-link仿真器是有调试功能，于是又开始捣腾！
奈何怎么调试没用，GDB调试器始终无法连接st-link：Error: init mode failed (unable to connect to the target)。但是在HAL_Init()上的断点就能断到，每次都是HAL_Init()过不去，然后一步一步跟踪进去调试，发现在__HAL_AFIO_REMAP_SWJ_NOJTAG这个方法过不去了，再升入就不行了，于是按照__HAL_AFIO_REMAP_SWJ_NOJTAG关键词阅资料发现，stm的调试是需要在STM32CubeMX中配置的，配置点在：SYS>Debug中

默认是No Debug，选择Serial Wire后generate code一次再编译就能开启调试了！简直完美！

采坑#7 引脚配置

但是调试发现，代码很完美啊（其实心里也没有底，还是查了其他文档，怀疑板载的蓝色LED并不是PB12）。
偶然间想起来，在STM32CubeMX中配置调试的时候，好像在右侧的芯片引脚图看到了PB这个口子，果然，在芯片引脚图上找到了PB12，甚是欢喜啊！

然后把PB12的引脚设置成GPIO_OUTPUT，然后generate code，再运行，终于，蓝灯开始闪烁啦，舒服！
仔细查阅main.c，会发现，其实在配置引脚后，生成的代码的MX_GPIO_Init中多了一些代码，这些代码就是配置引脚用的！

完结

至此，板载蓝色LED终于闪烁了，达成了目标！
其实，在整个填坑过程中，不止上述的那些步骤，还有其他很多坑，比如：

• stlink命令行工具怎么都打印不出stm板子的信息，甚至把stlink的源码clone下来，调试看了log，果然不是stlink的问题！最后在其issue中找到了答案，原来通过swd连接st-link的时候，需要将boot0置1，就是要把boot0的跳线帽连接右侧，boot1随意
  
  包括烧录程序，首次连接都需要上图的连接，否则会报初始化失败的错误！
• clion无法调试c的项目，查找后原来是笔者升级了macOS catalina 10.15版本，导致GDB调试器出错无法调试，升级到最新版本即可！
• 为什么要把#reset_config srst_only这行注释掉呢，因为对于STM32f103这样的的low-level的板子，并不支持reset，所以怎么都不能重置板子，在烧录成功，st-link会自动重置板子，所以依旧能达到重置板子的效果！
• ……想不起来了

心得

写博怎么能不写心得呢！
世上本来并没有坑，只是完成教程太少，便有了坑！
其实在整个填坑过程中，最多的是查阅资料和尝试，身边没有朋友学过或正在从事相关的工作。

• 查阅资料就是baidu+google，双剑合璧，baidu查中文，google查英文，几乎都能找到！
• STM32f103c8t6这块板子的flash据说有10w次的擦写寿命，所以几乎完全用不完，多尝试，多失败，才能达到最终的成功！

以上