【STM32U385RG 测评】搭建基于VSCode的STM32开发环境
文章目录
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- [【STM32U385RG 测评】搭建基于VSCode的STM32开发环境](#【STM32U385RG 测评】搭建基于VSCode的STM32开发环境)
- 一、安装软件
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- [1.1 安装VSCode](#1.1 安装VSCode)
- [1.2 安装STM32CubeMX](#1.2 安装STM32CubeMX)
- [1.3 安装STM32CubeCLT](#1.3 安装STM32CubeCLT)
- [1.4 安装ST-MCU-FINDER-PC](#1.4 安装ST-MCU-FINDER-PC)
- 二、安装插件
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- [2.1 安装 STM32Cube for VSCode插件](#2.1 安装 STM32Cube for VSCode插件)
- 三、创建项目
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- [3.1 创建STM32CubeMX项目](#3.1 创建STM32CubeMX项目)
- [3.2 查阅原理图](#3.2 查阅原理图)
- [3.3 修改引脚功能](#3.3 修改引脚功能)
- [3.4 生成CMake项目](#3.4 生成CMake项目)
- 四、编辑/编译/下载/调试
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- [4.1 导入项目](#4.1 导入项目)
- [4.2 修改代码](#4.2 修改代码)
- [4.3 编译代码](#4.3 编译代码)
- [4.4 下载固件](#4.4 下载固件)
- [4.5 启动调试](#4.5 启动调试)
- [4.6 断点调试](#4.6 断点调试)
- 五、参考链接
本文将介绍如何搭建基于VSCode的STM32开发环境，并以NUCLEO-U385RG开发板上的LED闪烁为例，展示如何在VSCode环境下进行编码、编译、下载、调试全套的开发流程。
VSCode作为广泛流行的文本编辑器，以丰富的插件生态而独领风骚。在当今AI大流行的背景下，VSCode支持众多AI编程辅助插件。在这样的背景下，即便是嵌入式、单片机开发，使用VSCode（尤其是写代码）也应该成为一项基本技能。
一、安装软件
具体需要安装下列软件：
- VS Code，作为集成开发环境（IDE），当前最新版本：1.102.1；
- STM32CubeMX，用于生成初始化代码，当前最新版本：6.15.0；
- STM32CubeCLT，用于编译、调试、下载STM32代码，当前最新版本：6.15.0；
- ST-MCU-FINDER-PC，ST MCU查找工具，当前最新版本：6.1.0；
1.1 安装VSCode
VSCode是一个强大且开放的代码编辑器，支持众多编程语言（C、C++、Java、Python等等），以及各种插件。VSCode的插件生态非常丰富，这也是目前VSCode非常受大家欢迎的一个重要原因。
下载页面： https://code.visualstudio.com/Download
VSCode可以直接下载，不需要注册。安装没啥难度，不再赘述。
1.2 安装STM32CubeMX
STM32CubeMX 实现了图形化方式配置STM32 MCU的引脚功能、时钟速率、中间件等等功能，并且可以一键生成整个项目的代码。STM32CubeMX 的这些功能，极大的提升了开发效率，对于产品项目的原型开发，以及DIY爱好者进行电子制作非常有吸引力。
下载页面： https://www.st.com.cn/zh/development-tools/stm32cubemx.html
需要注册ST官网账号之后才能下载。安装没啥难度，不再赘述。
1.3 安装STM32CubeCLT
STM32CubeCLT官方的介绍是：
Toolset for third-party integrated development environment (IDE) providers, allowing the use of STMicroelectronics proprietary tools within their own IDE frameworks.
面向第三方集成开发环境（IDE）提供商的工具集，允许在其自己的IDE框架中使用STMicroelectronics的专有工具。
下载页面： https://www.st.com.cn/zh/development-tools/stm32cubeclt.html
ST官网需要注册之后，才能下载。安装也没啥难度，不再赘述。
安装之后可以发现，STM32CubeCLT安装目录内包含了以下软件：
- CMake，跨平台构建工具，用于支持STM32CubeMX生成CMake项目的编译构建；
- Ninja，一种轻量级的构建工具，用于支持STM32CubeMX生成CMake项目的编译构建；
- GNU ARM交叉编译工具链（arm-none-eabi-gcc），用于将C/C++源代码编译为STM32平台的二进制代码；
- STLink USB驱动，用于支持ST-Link调试器，安装之后系统才可以正常识别ST-Link；
- STLink-gdb-server，用于支持通过ST-Link调试STM32 MCU；
- STM32 Programmer CLI，命令行界面的STM32下载工具，用于将固件下载到STM32 MCU的内部flash中；
其中，前三个工具（CMake、Ninja、arm-none-eabi-gcc）用于支持编译，中间两个（STLink USB驱动，STLink-gdb-server）用于支持调试，最后一个（STM32_Programmer_CLI）用于支持下载。
1.4 安装ST-MCU-FINDER-PC
ST-MCU-FINDER-PC是 用于个人电脑的STM32和STM8产品查找工具。
下载页面：https://www.st.com.cn/zh/development-tools/st-mcu-finder-pc.html
ST官网需要注册之后，才能下载。安装没啥难度，不再赘述。
二、安装插件
VSCode安装完成后，还需要安装STM32的VSCode插件，具体有：
- STM32Cube for Visual Studio Code（之前插件名是： STM32 VS Code Extension）
2.1 安装 STM32Cube for VSCode插件
VSCode需要安装的插件STM32 VS Code Extension，直接在插件栏搜索即可找到，安装即可。
需要注意的是，这个插件本身依赖另外几个插件，如下图所示：
这几个插件的作用分别为：
- C/C++ Extension Pack，用于支持C/C++语法高亮、代码提示；
- Arm Assembly，用于支持ARM汇编的语法高亮、代码提示；
- LinkerScript，用于支持链接脚本的语法高亮、代码提示；
- GNU Linker Map files，用于支持生成的.map文件的代码高亮；
- Hex Editor，用于支持以十六进制显示并编辑二进制文件；
- Cortex-Debug，用于支持Arm Cortex-M内核MCU的调试；
完成以上软件和插件的安装，基于ST官方VSCode扩展的STM32开发环境已经搭建完成了！
三、创建项目
接下来，我们创建一个简单的点灯程序，验证一下刚刚搭建的开发环境是可以正常使用的。
3.1 创建STM32CubeMX项目
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首先打开STM32CubeMX，通过菜单File→New Project打开新建项目窗口，在弹出的界面中选择"Board Selector"标签页：
- 在Commercial Part Number栏中输入U385RG，并回车；
- 在MCUs/MPUs List下方选中Board列有NUCLEO-U385RG-Q的一行；
- 点击右上角Start Project按钮；
- 弹出TrustZone设置的话框，选择Witout TrustZone activated；
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按Ctrl+S保存，选择适当的位置保存ioc文件，例如保存到 E:\DIY\ST\STM32U385\21ic_bbs\Blink\ 目录。
这样CubeMX项目就创建好了。
3.2 查阅原理图
STM32H7S78-DK开发板原理图，下载链接为： https://www.st.com.cn/resource/en/schematic_pack/mb1841-u385rgq-e01-schematic.pdf
打开原理图后，可以在第五找到如下LED相关的部分：
图中，可以看到引脚为：
- GREEN：PA5
3.3 修改引脚功能
找到以上LED引脚后，在STM32CubeMX软件的Pinout View中，可以通过搜索框，找到以上几个引脚，并通过下拉菜单将其设置为GPIO_Output功能：
LED控制引脚设置完成后，通过左侧的Categories->System Core->GPIO也可以看到：
修改User Label为LD2，如下图：
3.4 生成CMake项目
CubeMX中完成引脚功能修改后，切换到Project Manager标签页，Project设置部分，取消Appli Project复选框，Toolchain/IDE选择CMake，如下图：
接着，切换到Code Generator设置，选中Generate peripheral initialization as a pair of '.c/.h' per peripheral，如下图：
此时，点击CubeMX界面右上角位置的"GENERATE CODE"，将开始生成代码到项目目录内，并显示进度。
生成完成后，点击Open Folder打开目录，可以看到生成的文件和目录如下图：
到这里，使用CubeMX创建项目完成了。
四、编辑/编译/下载/调试
接下来就要使用VS Code，进行开发体验了。通常我们开发过程中，需要不断重复的几个动作是： 编辑代码、编译构建、下载固件、断点调试。
4.1 导入项目
打开VSCode，侧边栏点击STM32 VS Code Extension插件图标，可以看到插件的项目管理（Project Manager）菜单：
首次使用，可能会提示找不到CLT，然后弹出对话框，选择相应的CLT安装目录即可：
选择Import CMake project菜单，在弹出的文件目录浏览对话框中，选择刚刚CubeMX生成的目录，如下图：
此时，点击"选择文件夹"，VSCode中将会弹出确认导入的对话框：
此时，点击悬浮菜单的Import project,导入过程中，VSCode状态栏可以看到Importing...（上图中紫色部分）。导入完成后，VSCode右下角弹出确认对话框：
选择Open in this window，即在当前VS Code窗口中打开项目。
此时，弹出配置预设选择对话框，选择Debug即可：
选择配置预设类型之后，可以看到输出栏有如下输出：
这些输出表示，已经根据CMake文件（CMakeLists.txt）生成了Ninja构建构建规则文件（build.ninja），具体位于build/Debug子目录。
导入完成后，项目目录内会生成.vscode目录，里面会有一些配置文件。
4.2 修改代码
打开Core\Src\main.c文件，找到其中的main函数中的while循环，将其修改为：
以上代码修改，实现了控制LED的闪烁。
4.3 编译代码
完成以上代码修改后，点击VS Code的CMake Tools插件图标，在项目大纲中点击"生成"按钮，将会开始编译构建：
生成完成后，可以在输出视图看到生成了elf文件，以及RAM和Flash占用情况：
4.4 下载固件
编译完成后，就可以准备下载固件了。
还是在VS Code的CMake Tools插件菜单，找到 固定的命令-> 运行任务 右侧的运行命令图标，点击该图标：
将会弹出"选择要运行的任务"对话框，选择CubeProg: Flash project (SWD)即可开始下载固件：
下载完成，可以在输出区域看到下载过程耗时（Time elapsed during download operation）：
4.5 启动调试
默认导入的项目已经创建了调试配置文件，位于.vscode/launch.json：
应该可以直接进行调试，接下来尝试对点灯程序进行断点调试。
VSCode点击左侧工具栏"调试"按钮，切换到调试试图，再点击开始调试按钮：
非常顺利的进入了调试状态（gdb调试会话）：
4.6 断点调试
进入gdb调试会话之后，断点调试、查看寄存器、查看变量等功能应该都没有问题。
以断点调试为例，打开main.c文件， 在循环内添加断点：
打上断点，按F5继续，可以跑到断点位置：
通过顶部的几个悬浮按钮，就可以进行断点调试的常用操作了。
最后，上一张板子上运行效果gif动图：
五、参考链接
- STM32 公众号推文《全新STM32 VS Code扩展V2.1.0发布》： https://mp.weixin.qq.com/s/rP4aHoTdbVL5ZaArqYosdA
- ST官网文章《使用面向VS Code的STM32扩展简化您的开发过程》： https://www.st.com.cn/content/st_com/zh/campaigns/stm32-vs-code-extension-z11.html
- STM32CubeMX下载页面： https://www.st.com.cn/zh/development-tools/stm32cubemx.html
- STM32CubeCLT下载页面： https://www.st.com.cn/zh/development-tools/stm32cubeclt.html
- ST-MCU-FINDER-PC下载页面：https://www.st.com.cn/zh/development-tools/st-mcu-finder-pc.html
- VSCode下载页面： https://code.visualstudio.com/Download
- NUCLEO-U385RG-Q开发板原理图： https://www.st.com.cn/resource/en/schematic_pack/mb1841-u385rgq-e01-schematic.pdf