[STM32F469试用体验]MDK-ARM开发环境的搭建及调试程序流程

moyanming2013

一步一步使用STM32开发

MDK-ARM开发环境的搭建及调试程序流程
上一篇讲述了如何使用mbed在线编译程序，mbed可以非常快速的评估开发板，但如果想获取更好的调试功能，还需要搭建桌面环境。本文讲述桌面环境的搭建和简单程序的开发流程。
ST没有自己的集成开发环境（IDE），需要借助于第三方IDE开发。我们选择使用MDK-ARM集成开发环境，MDK-ARM是ARM官方IDE，MDK-ARM对于STM32 F0/L0系列的产品是免费的，通用版本对于代码小于32KByte是免费的，这个限制足以评估开发板几乎所有的示例程序。
也由于ST没有自己的IDE，所以安装驱动、升级固件、安装IDE、安装开发包等都需要独立完成并配置正确。可以看出，尽管MDK-ARM尽量包含多的软件开发包，但它不能满足所有人的需求，否则这样的话MDK-ARM将会非常巨大，对于我们来说其中绝大部分开发包是不需要的。所以我们要完成配置包括安装MDK-ARM，并在其中配置支持开发板的软件开发包。ST也会退出一些列软件开发包，这2个开发包的关系及使用，我们将在本文做简单说明。
1.安装MDK-ARM并添加开发包
MDK-ARM可以在https://www.keil.com/download/product/中下载，当前最新版本是5.18a。安装路径尽量保持默认，如下图所示：

安装过程中会自动安装ULINK驱动，ULINK是ARM推出的调试器。我们使用的是开发板自带的STLink调试器，后面会安装STLink驱动。如下图所示，我们选择“仍然继续”：

最后完成安装，如下图所示：

安装完成后，打开Keil uVision5程序，点击“Pack Installer”按钮，然后点击刷新按钮，如果网络条件不好，会提示无法连接到服务器，但即使能够连接，也推荐下载独立安装包，如下图所示，无法连接到服务器：

在网站https://www.keil.com/dd2/pack中可以找到所有ARM芯片厂商的软件开发包，这里选择并下载“STMicroelectronics STM32F4 Series Device Support, Drivers and Examples”软件开发包，当前最新的版本是v2.8.0，如下图示：

下载完成后，通过“Pack Installer”中的“File->Import”菜单导入开发包，如下图示：

导入完成后，就可以在“Pack Installer”窗口中的“Device”和“Packs”选项卡中查看到开发板对应的MCU型号信息和开发板软件包了，如下图所示：

在“Boards”选项卡中找不到本开发板，那是因为v2.8.0开发包还没有升级并包含此板，为什么会这样？！MDK-ARM毕竟不是ST公司自己的产品，MDK-ARM升级开发包需要ST首先提交所有文档、程序示例，然后ARM再打包、测试并放到官网提供下载。这个过程自然就会比较慢了，但是，评估此开发板只要能够找到对应的MCU即可，可以先不用开发板支持包。所以，为了能够获取最新的开发包，我们还需要再安装ST官方的开发包。
2.安装STM32CubeMX并添加开发包
STM32CubeMX是ST官方推出的芯片管脚配置、工程生成、开发板示例程序和资料的桌面版软件，通过它可以很方便的获取最新的开发包，并可以通过对芯片管脚的配置生成对应的工程文件。
通过如下地址可以下载到STM32CubeMX：
https://www2.st.com/content/st_com/zh/products/development-tools/software-development-tools/stm32-software-development-tools/stm32-configurators-and-code-generators/stm32cubemx.html
安装完成后，打开“STM32CubeMX”程序，选择“Help->Install New Libraries”菜单，在“New Libraries Manager”窗口中先通过“Check”按钮，检查升级，然后勾选“STM32CubeF4 Releases”中最新的版本，当前是v1.11.0，点击“Install Now”后开始下载，如下图示：

通过STM32CubeMX下载的开发包是ST推出的最新版本，其典型存放路径是“C:\Documents and Settings\‘用户名’\STM32Cube\Repository\STM32Cube_FW_F4_V1.11.0”，STM32Cube_FW_F4_V1.11.0中存放的是独立的示例程序、文档、资料等，其中的一些示例可以在MDK-ARM中直接打开。
3.MDK-ARM开发包与STM32CubeMX开发包的关系
通过安装MDK-ARM和STM32CubeMX可以看出，他们分别有一套开发包，那这2者有没有联系？通过查看相关的Release Notes文件可知，他们都是ST官方推出的STM32CubeF4开发包，只不过由于业务关系，MDK-ARM下的开发包版本比STM32CubeMX低，且在MDK-ARM中使用ARM的版本控制，其版本命名也不同，但本质是一样的，如下图示：

通过上图可以看出，MDK-ARM中的开发包版本比STM32CubeMX中的低了2个版本，具体可以查看相应的Release Notes文件。知道了这2者的关系后，我们就可以方便的引用最新的示例程序，或者使用MDK-ARM中的示例来评估开发板了。
4.上电、安装驱动和升级固件
使用mini USB口把开发版接入电脑，此时电源灯亮，如果未安装驱动或驱动版本过低，则其它LED灯不亮且电脑会提示安装驱动。
下载最新的ST-LINK驱动，在系统提示的找到新硬件窗口中，根据提示安装驱动：




根据系统提示，安装所有其它新硬件的驱动，把所有驱动目录都指向ST-LINK即可。
为了最大限度的使用ST-LINK提供的调试功能，建议升级到最新的ST-LINK固件版本，下载最新的ST-LINK固件，并根据情况安装。如果最新的固件版本和开发板上的固件版本一致，则就不需要再安装了，如下图示：

注意：如果安装了MDK-ARM v5及以上版本，里面默认的有ST-LINK Upgreade和ST-LINK驱动程序，但版本可能太低，这可能造成错误的升级或安装。比如，我的MDK-ARM里面的ST-LINK固件包就太低，不能用这个更新！由此看来ST-LINK Upgrade并不是实时联网获取最新固件的，建议通过官网下载最新的驱动和固件。MDK-ARM包含的驱动和固件版本可能较低，如下图示：

至此，开发板的上电启动、驱动安装、固件升级等准备工作已经完成了。下面我们通过MDK-ARM编译一个简单的blinky程序来熟悉开发的基本流程。
5.编译GPIO_EXTI程序
由于MDK-ARM中没有本开发板的板级支持包，我们使用STM32CubeMX提供的示例程序，GPIO_EXTI程序的典型路径如下：
C:\Documents and Settings\“用户名”\STM32Cube\Repository\STM32Cube_FW_F4_V1.11.0\Projects\STM32469I-Discovery\Examples\GPIO\GPIO_EXTI\MDK-ARM
GPIO_EXTI提供了一个简单的程序，它把开发板上面的用户按钮通过中断控制LED1灯的开或关。直接双击打开上面目录中的“Project.uvprojx”工程，需要对该工程做简单配置，右击“STM32469I_DISCOVERY”工程，选择“Options for Target…”，在打开的选项对话框中选择“C/C++”选项卡，在“Include Paths”中添加“C:\Keil_v5\ARM\Pack\ARM\CMSIS\4.5.0\CMSIS\Include”包含目录，其中CMSIS版本号v4.5.0可能根据不同的版本而不同。在“Misc Controls”中添加“-JC:\Keil_v5\ARM\ARMCC\include”，注意多个项目用空格分开，该项表示明确指出编译器的位置，以防止多个编译器同时存在时出现不必要的错误。如下图所示：

再选择“Linker”选项卡，在“Misc controls”中填入新的一行“--libpath=C:\Keil_v5\ARM\ARMCC\lib”，此项表示明确指出编译器使用的库文件所在的位置，以防止多个库文件同时存在时出现不必要的麻烦。如下图所示：

点击“OK”按钮保存设置。再次右击“STM32469I_DISCOVERY”工程并选择“Rebuild all target files”项，此时开始编译工程，并成功生成一个后缀是axf的程序镜像，如下图所示：

把开发板接入电脑，菜单中选择“Debug->Start/Stop Debug Session”，此时IDE变为调试状态，如下图示：

点击菜单中的“Debug->Run”开始运行程序，此时按开发板上的用户按钮，LD1会循环开启或关闭，下图显示LD1开启的状态，显示屏是缓存的内容，此时触摸无反应：

选择“Debug->Stop”停止调试。
6.总结
本文详细说明了开发环境的搭建，驱动的安装，固件的升级，并且比对了MDK-ARM开发包和STM32CubeMX开发包的关系，即都是ST官方推出的开发包，只是后者版本更新。通过MDK-ARM展示了开发程序的基本流程。目前可以暂时不用关注程序细节，先上手如何开始开发、调试。后续会详细分析程序代码，并通过示例程序展示更多开发板的功能。
7.参考资料
[1] MDK5 Software Packs: https://www.keil.com/dd2/pack
[2] 32F469IDISCOVERY:
https://www2.st.com/content/st_com/zh/products/evaluation-tools/product-evaluation-tools/mcu-eval-tools/stm32-mcu-eval-tools/stm32-mcu-discovery-kits/32f469idiscovery.html#quickview-scroll
[3] STM32CubeF4:
https://www2.st.com/content/st_com/zh/products/embedded-software/mcus-embedded-software/stm32-embedded-software/stm32cube-embedded-software/stm32cubef4.html
[4] STM32CubeMX:
https://www2.st.com/content/st_com/zh/products/development-tools/software-development-tools/stm32-software-development-tools/stm32-configurators-and-code-generators/stm32cubemx.html
[5] STSW-LINK009:
https://www2.st.com/content/st_com/zh/products/embedded-software/development-tool-software/stsw-link009.html
[6] STSW-LINK007:
https://www2.st.com/content/st_com/zh/products/embedded-software/development-tool-software/stsw-link007.html
[7] MDK-ARM: https://www.keil.com/download/product/
[8] STM32F479NI:
https://www2.st.com/content/st_com/zh/products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32f4-series/stm32f469-479/stm32f479ni.html