用 Rust 开发 STM32H743：从零搭建一个能烧录、能看日志的项目

目标：在 Windows 上，用 Rust 从零搭出一个 STM32H743 工程------外置 25MHz 晶振，SYSCLK 跑到 480MHz，通过 RTT 输出日志，并用 PG2~PG6 跑流水灯。

全程使用 cargo 构建 + probe-rs 烧录，不碰 Keil / CubeIDE。

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一、为什么用 Rust 写 STM32？

• 内存安全 ：no_std 下没有 GC，编译期杜绝空指针、缓冲区溢出等一整类问题。
• 零成本抽象 ：HAL 的封装在 --release 下基本等价于手写寄存器。
• 类型安全的引脚与时钟 ：引脚复用、时钟树在编译期校验，配错直接编译不过------这是 C 宏做不到的。
• 生态 ：stm32-rs 提供全系列 PAC（寄存器访问层）与配套 HAL，cargo 一条命令搞定依赖与构建。

代价是学习曲线略陡、生态不如 C 庞大。但对想认真做嵌入式的新项目，值得一试。

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二、开发环境准备

2.1 Rust 工具链

# 安装 rustup（已装可跳过）
# 添加 Cortex-M7 目标（H743 是 M7 + 双精度 FPU + DSP）
rustup target add thumbv7em-none-eabihf

# 建议顺手升级到最新版，避免依赖要求更高的 MSRV
rustup update stable

2.2 烧录 / 调试工具：probe-rs

probe-run 已经停止维护（其依赖 time crate 的新版本会因 MSRV 直接编译失败），现在统一用 probe-rs：

cargo install probe-rs-tools

注意：probe-rs-tools 没有 cli 这个 feature，不要写成 --features cli。

2.3 调试器驱动（最容易卡住的一步）

调试器	probe-rs 需要的驱动	是否需要额外操作
ST-Link V2/V3	ST 官方驱动	一般免驱
CMSIS-DAP / DAP-Link	Windows 原生 HID	免驱
J-Link	WinUSB	需用 Zadig 替换 SEGGER 驱动

J-Link 默认安装的是 SEGGER 官方驱动，probe-rs 打不开。用 Zadig：

1. Options → List All Devices
2. 下拉框选中 J-Link
3. 目标驱动选 WinUSB（或 libusb-win32）
4. Replace Driver

代价：替换后 SEGGER 自家的 J-Link Commander / RTT Viewer 就不能用了，需要时再用 Zadig 切回来。

2.4 国内镜像（可选，强烈建议）

新建 C:\Users\<你>\.cargo\config.toml：

[source.crates-io]
replace-with = 'rsproxy-sparse'

[source.rsproxy-sparse]
registry = "sparse+https://rsproxy.cn/index/"

[registries.rsproxy]
index = "https://rsproxy.cn/crates.io-index"

[net]
git-fetch-with-cli = true

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三、创建工程骨架

cargo new stm32h743_rust_project
cd stm32h743_rust_project

最终目录结构：

stm32h743_rust_project/
├── .cargo/
│   └── config.toml      # 目标芯片、链接参数、运行器
├── build.rs             # 让链接器找到 memory.x
├── memory.x             # 内存布局
├── Cargo.toml
└── src/
    └── main.rs

3.1 Cargo.toml

[package]
name = "stm32h743_rust_project"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

[dependencies]
cortex-m = "0.7.7"
cortex-m-rt = "0.7.5"
rtt-target = "0.5.0"
panic-rtt-target = "0.1.3"
stm32h7xx-hal = { version = "0.16.0", features = ["stm32h743v"] }

[[bin]]
name = "stm32h743_rust_project"
path = "src/main.rs"

[profile.release]
codegen-units = 1
debug = true
lto = true
opt-level = "s"

关键点：feature 用 stm32h743v 而不是 stm32h743。

• stm32h743 对应早期硅片（Rev Y/X），最高 400MHz；
• stm32h743v 对应 Rev V ，会自动带入 revision_v + rm0433，才能用 VOS Scale0 跑满 480MHz。

3.2 .cargo/config.toml

[target.'cfg(all(target_arch = "arm", target_os = "none"))']
# 用 probe-rs 烧录 + 自动回显 RTT
runner = "probe-rs run --chip STM32H743ZITx"

[target.thumbv7em-none-eabihf]
rustflags = [
  "-C", "link-arg=--nmagic",
  "-C", "link-arg=-Tlink.x",
]

[build]
target = "thumbv7em-none-eabihf"

• --chip STM32H743ZITx 里的型号按你板子实际芯片改（如 STM32H743VITx）。
• -Tlink.x 是 cortex-m-rt 提供的链接脚本。

3.3 memory.x

/* STM32H743 内存布局
 *   FLASH  2MB   @ 0x08000000
 *   RAM    512KB @ 0x24000000   AXI SRAM，放 .data/.bss/堆/栈
 * 栈顶由 cortex-m-rt 自动放在 RAM 末尾。
 */
MEMORY
{
  FLASH : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 2048K
  RAM   : ORIGIN = 0x24000000, LENGTH = 512K
}

H743 还有 128KB 的 DTCM（@0x20000000，速度最快）。要单独用 DTCM 需自定义链接脚本，属于进阶内容，这里先用最简布局。

3.4 build.rs

//! 让链接器在工程根目录搜索 memory.x
//! cortex-m-rt 的 link.x 通过 `INCLUDE memory.x` 引用它
fn main() {
    let manifest_dir = std::env::var("CARGO_MANIFEST_DIR").unwrap();
    println!("cargo:rustc-link-search={}", manifest_dir);
}

没有这个文件，链接会报 cannot find linker script memory.x。

3.5 src/main.rs

//! STM32H743 最小工程
//!
//! - 时钟：外置 25MHz 晶振 → PLL1 → SYSCLK 480MHz
//! - 输出：RTT 日志（`rprintln!`）+ PG2~PG6 流水灯
//!
//! 前提：芯片为 Revision V（DBGMCU_IDCODE = 0x2003_6450），支持 VOS Scale0。
//! 故 Cargo.toml 启用 `stm32h743v` feature（自动带入 revision_v + rm0433）。
//! PLL1 的 M/N/P 由 HAL 按目标频率反推，无需（也无法）手写。

#![no_std]
#![no_main]

use panic_rtt_target as _;
use rtt_target::{rprintln, rtt_init_print};
use stm32h7xx_hal::{gpio::ErasedPin, pac, prelude::*, rcc::PllConfigStrategy, time::Hertz};

/// 外置晶振频率 (MHz)
const HSE_MHZ: u32 = 25;
/// 目标系统主频 (MHz)
const SYSCLK_MHZ: u32 = 480;
/// 流水灯每步点亮时长 (ms)
const STEP_MS: u32 = 200;

#[cortex_m_rt::entry]
fn main() -> ! {
    rtt_init_print!();
    rprintln!("==== STM32H743 boot ====");

    let _cp = cortex_m::Peripherals::take().unwrap();
    let dp = pac::Peripherals::take().unwrap();

    // VOS Scale0：跑 480MHz 的必要条件
    let pwr = dp.PWR.constrain().vos0(&dp.SYSCFG).freeze();

    // HSE 25MHz → PLL1 → 480MHz（Iterative 策略自动求解分频）
    let ccdr = dp
        .RCC
        .constrain()
        .use_hse(Hertz::MHz(HSE_MHZ))
        .sys_ck(Hertz::MHz(SYSCLK_MHZ))
        .pll1_strategy(PllConfigStrategy::Iterative)
        .freeze(pwr, &dp.SYSCFG);

    let sysclk_hz = ccdr.clocks.sys_ck().to_Hz();
    rprintln!("SYSCLK = {} Hz", sysclk_hz);

    // PG2~PG6 推挽输出；.erase() 抹掉引脚编号泛型，便于放进同一数组
    let gpiog = dp.GPIOG.split(ccdr.peripheral.GPIOG);
    let mut leds: [ErasedPin<_>; 5] = [
        gpiog.pg2.into_push_pull_output().erase(),
        gpiog.pg3.into_push_pull_output().erase(),
        gpiog.pg4.into_push_pull_output().erase(),
        gpiog.pg5.into_push_pull_output().erase(),
        gpiog.pg6.into_push_pull_output().erase(),
    ];
    // 全部熄灭（本板低电平点亮，高电平熄灭）
    for led in &mut leds {
        let _ = led.set_high();
    }

    // 流水灯：逐个点亮 STEP_MS 毫秒
    let step_cycles = sysclk_hz / 1000 * STEP_MS;
    let mut round = 0u32;
    loop {
        for led in &mut leds {
            let _ = led.set_low();
            cortex_m::asm::delay(step_cycles);
            let _ = led.set_high();
        }
        round += 1;
        rprintln!("round #{}", round);
    }
}

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四、代码详解

4.1 #![no_std] / #![no_main] / #[entry]

裸机没有操作系统，不能用标准库、也没有 main 的启动逻辑。cortex-m-rt 提供启动代码（设置栈指针、初始化 .data/.bss），#[cortex_m_rt::entry] 标记真正的入口。

4.2 时钟：25MHz HSE → 480MHz

H743 的 PLL 参数受 VCO 频率范围约束（Rev V 上限 836MHz），手算 M/N/P 很容易踩坑。stm32h7xx-hal 的做法是只给目标频率，让 HAL 反推：

.use_hse(Hertz::MHz(25))            // 启用外置 25MHz 晶振
.sys_ck(Hertz::MHz(480))            // 目标主频 480MHz
.pll1_strategy(PllConfigStrategy::Iterative)  // 自动求解分频

注意 ：PllConfig 结构体里没有 m/n/p 字段，HAL 也没有 pll1_m() 这类方法------别去手写分频参数，编译器会直接报 no method named。

而 480MHz 还依赖供电等级：

let pwr = dp.PWR.constrain().vos0(&dp.SYSCFG).freeze();

• VOS Scale0 → 最高 480MHz（仅 Rev V 支持）
• VOS Scale1（默认）→ 最高 400MHz

若芯片不是 Rev V，只能 Scale1 + 400MHz，否则运行时会断言失败。

4.3 RTT 日志输出

rtt-target 把日志写入芯片的 RTT 缓冲区，调试器经 SWD 读取，不占用串口：

rtt_init_print!();
rprintln!("SYSCLK = {} Hz", sysclk_hz);

panic-rtt-target 让 panic! 也走 RTT，崩溃时能在终端直接看到原因。

4.4 GPIO 流水灯

PG2~PG6 配置为推挽输出。into_push_pull_output() 返回的类型带有引脚编号泛型，直接放进数组会类型不一致；.erase() 抹掉编号后统一为 ErasedPin<_>，方便用循环批量操作。

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五、编译、烧录、看日志

# 仅编译，检查代码
cargo build --release

# 编译 + 烧录 + 自动启动 RTT（runner 已在 config.toml 配好）
cargo run --release

正常应看到：

==== STM32H743 boot ====
SYSCLK = 480000000 Hz
round #1
round #2
round #3
...

同时 PG2~PG6 依次点亮，形成流水灯。

只想编译不想烧录时 ，把 .cargo/config.toml 里的 runner 行注释掉即可。

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六、踩坑记录

坑 1：probe-run 装不上

error: could not compile `time`

probe-run 已弃用，其依赖的 time 新版本 MSRV 过高。换用 probe-rs：

cargo install probe-rs-tools

坑 2：probe-rs-tools 报 does not contain this feature: cli

该包没有 cli feature，去掉 --features cli。

坑 3：assertion failed: sys_d1cpre_ck <= sys_d1cpre_ck_max

供电等级不够。目标 480MHz 必须 VOS Scale0（.vos0(&dp.SYSCFG)），且需要 Rev V 芯片 + stm32h743v feature。

坑 4：Failed to open probe: ... use Zadig to install WinUSB

J-Link 还是 SEGGER 驱动。用 Zadig 替换为 WinUSB（见 2.3）。

坑 5：怎么确认芯片是不是 Rev V？

读 DBGMCU_IDCODE 寄存器。H743 的 DBGMCU 基址是 0x5C001000 （不是 F4 系列的 0xE0042000）：

probe-rs read --chip STM32H743ZITx b32 0x5C001000 1

输出 20036450 时：

• DEV_ID = 0x450 → STM32H743/753
• REV_ID = 0x2003 → Revision V（支持 480MHz）

版本对照：0x1001=Rev Z，0x1003=Rev Y，0x2001=Rev X，0x2003=Rev V。

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七、小结

用 Rust 写 STM32H743 的完整链路其实很清爽：

1. rustup target add thumbv7em-none-eabihf
2. cargo install probe-rs-tools + 用 Zadig 给 J-Link 装 WinUSB
3. 配 Cargo.toml / .cargo/config.toml / memory.x / build.rs
4. 写 main.rs，cargo run --release 一键烧录 + RTT 看日志

难点集中在时钟 （VOS 等级 + PLL 策略）和调试器驱动两处，把这两点搞定，剩下就是纯粹的 Rust 了。

引脚、时钟频率、LED 极性请按自己板子调整；本文以 PG2~PG6、外置 25MHz 晶振为例。

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参考

• stm32h7xx-hal 文档与 pwr.rs / rcc 源码
• STM32H742/743/750/753 勘误表 DM00368411（硅片版本编码）
• STM32H743 参考手册 RM0433
• probe-rs 官方文档