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1. 前言
作为一名嵌入式工程师#xff0c;STM32 是必须要学习的一款单片机#xff0c;同时这款单片机资料足够多#xff0c;而且比较简单#xff0c;非常适合初学者入门。
STM32 是一款由 STMicroelec…零基础快速上手STM32开发手把手保姆级教程
1. 前言
作为一名嵌入式工程师STM32 是必须要学习的一款单片机同时这款单片机资料足够多而且比较简单非常适合初学者入门。
STM32 是一款由 STMicroelectronics 公司开发的 32 位微控制器由于其强大的处理能力和广泛的应用领域如嵌入式系统、物联网设备、机器人等而受到了广泛的欢迎。
但对于零基础的初学者来说STM32 既没屏幕也没键盘除了上电以外根本就不知道如何开发它。没关系不用担心本文将为你提供一个完整的、详细的手把手教程帮助你从零开始搭建 STM32 开发环境。
2. 前置准备
2.1 电脑配置要求
Windows 电脑
很多人以为作为程序员电脑就一定要配置好一点于是就花了 2 万块钱买了台游戏本。。。
其实大可不必游戏本它最贵的地方在于显卡而对于嵌入式程序员来讲其实对于除了人工智能及大数据程序员外都一样电脑比较吃的性能在于 CPU 和 内存显卡其实用不了多少当然如果你想玩游戏就另说。
所以大家应该把钱用在刀刃上先把 CPU 和内存配置好就可以了。当然在你的经济允许范围之内你的电脑配置越高越好毕竟工欲善其事必先利其器。
电脑最低配置要求
1. CPU i5 及以上
2. 内存16G 及以上
现在市面上能买得到的电脑绝大多数都可以满足这两个条件。
那么要买笔记本还是台式机呢如果你有移动办公需求比如学生或者需要把电脑带回家的上班族那肯定要选择笔记本了。而如果你基本上就在一个地方做开发那么其实我更推荐台式机因为在相同价格里台式机可以做到更高很多的性能。
我个人现在主要用的还是台式机一点都不卡嘎嘎爽
顺便把我的台式机配置贴出来给大家参考 由于我有直播的需求比较吃显卡所以搞了个稍微好点的显卡如果你们没有特殊需求集成显卡都可以的。
Mac 电脑
很多人问我能不能用 Mac 电脑开发嵌入式根据我的实际测试Mac 电脑确实是可以进行嵌入式开发需要配合虚拟机但是说实话体验比 Windows 差太多了。
我所使用的 Mac 电脑是 2023 年 3 月发行的 M2 电脑16G 丐版。根据同行的反馈Intel 版本的 Mac 电脑也可以进行嵌入式开发。
但即便如此我还是强烈建议大家入手一台 Windows 电脑特别是对于初学者单单是环境的搭建就已经足以让你掉一大把的头发了要是再换个平台给你增加难度那么。。你很可能还没开始就放弃了……
如果大家对 Mac 电脑的环境配置有需要的可以联系我我到时再出个教程。
2.2 安装包及驱动准备
STM32 开发所需要的安装包及驱动在网络上都可以下载到但比较零散我帮你们都整理好了这些工具软件也是我自己正在用的。
在下文中我将详细告诉大家这几个软件是做什么用的以及它们的安装方法。
由于平台的限制请到原文获取以下安装包及驱动
【零基础快速上手STM32开发手把手保姆级教程】
安装包准备
1. MDK5安装包
2. STM32CubeMX安装包
3. 芯片固件包
4. 串口烧录工具
驱动准备
1. CH340驱动
2. ST-Link驱动
示例代码
STM32F103C8T6模板工程
2.3 硬件准备
STM32 核心板
作为嵌入式开发人员肯定要买各种各样的板子就算你现在还不是嵌入式工程师你应该也有所耳闻。
如果你经济有限那么我建议你买个核心板就可以了。 所谓的核心板就是一颗最核心的 STM32 芯片再加上复位电路、电源、晶振、调试接口以及少量按键及 LED 灯组成硬件资源有限。 比较常见的核心板如下图所示非常便宜某宝上 10 元左右关键词STM32 核心板一杯奶茶的钱不到。 核心板最大的优点是便宜简单缺点就是需要根据需求自己搭一些电路对你的动手能力要求比较高。
上面所推荐的这块核心板主控芯片是 STM32103C8T6 64K flash20K RAM4 个定时器3 个串口网络上资料好几吨非常适合初学者入门强烈推荐。
STM32 开发板
开发板与核心板最大的区别就是开发板板载了更多的硬件资源比如更多 LED 灯更多按键也有一些传感器以及一些扩展 flash 等等资源。不同的开发板搭载的硬件资源不一样这就是为什么市面上有这么多开发板的原因。
现在做 STM32 开发板比较有名的是正点原子和野火个人更推荐正点原子因为我跟原子哥是好朋友 (^_^)而且如果你们买正点原子的板子只要跟客服说是良许的粉丝他们就会给你打折
开发板最大的优点就是资源丰富减少你自己接线出错的概率比较适合初学者。但缺点也很明显价格肯定比核心板更贵。
如果你想买开发板强烈推荐正点原子精英开发板板载资源足够丰富价格也不贵200 元出头性价比超高而且他们在 B 站有免费的配套视频教程教程质量也很高非常适合初学者。 PS核心板和开发板二选一即可。当然土豪就当我没说话。 USB 转 TTL
这种设备主要作用是用来调试或下载程序。价格也很便宜普遍 5~8 元。常见的有以下两种 个人更推荐下面一款因为它可以切换 VCC 输出电压在对一些传感器进行独立测试的时候会比较方便。不过反正也不贵多买几个想怎么用就怎么用。
ST-Link
ST-Link 是一种用于 STM32 微控制器的调试和编程工具它可以通过 SWD 或 JTAG 接口与开发板进行通信。一般也很便宜七八元左右。 小小总结一下
刚入门 STM32 开发你只需要准备好三个东西就可以了1. 核心板2. USB 转 TTL 3. ST-Link。这三样加起来成本也就 30 元左右一杯奶茶钱就可以玩转 STM32是不是很爽呢
2.4 前置阅读
新手小白如果连 MDK 的使用都不熟悉那么可以通过下文先熟悉一下 MDK 的使用
【一文教你使用MDK开发工具】
文中所使用的芯片是 STM32F103C8T6 配套了一个工程模板如果你需要自己搭建一个工程模板可以参考下文
【手把手带你创建HAL版本MDK工程模板】
如果你连代码都不知道怎么烧录到 STM32 的可以参考下文提供了 5 种代码烧录方式
【STM32下载程序的五种方法】
3. 安装MDK5
MDK5 是由 Keil 公司发布的一款嵌入式软件开发环境我们平时在进行 STM32 开发的时候基本上都是在这个软件上进行。
MDK5 可以在它们的官网上下载网址如下
https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm#/DOWNLOAD 当前最新版本是 MDK538A 但新版并不意味着最好可能会有一些奇奇怪怪的问题也可能不稳定。
推荐大家使用 MDK534也是我目前所使用的版本至今未出过什么问题。安装包已经在 2.2 安装包及驱动准备 中为大家提供了接下来我就手把手教大家在你们的电脑上安装 MDK5 。
双击我给大家提供的安装包后会出现以下界面大家跟着我的图片操作即可 到此为止MDK5 就安装完成了。
但是我给你们提供的安装包是官网下载的正版版本试用几天后就要收费了。破解的方法网络上有一大堆这里我就不讲了我也怕律师函。
接下来就要安装固件包了。什么是固件包呢由于 ST 公司生产了非常多的芯片每颗芯片所需要的支持文件都不一样这些文件组合起来就是固件包。
但有这么多芯片他们不可能把所有的固件包都集成在 MDK5 里否则 MDK5 的安装包将变得超级无敌巨大很占空间也没必要。比较好的解决方案就是你需要用到什么芯片就安装对应的固件包就可以了。
固件包也是在官网上可以下载到网址如下
https://www.keil.arm.com/packs/ 由于我们使用的板子是 STM32F103C8T6 属于 F1 系列所以在搜索框里搜索 STM32F1 即可。如果大家使用的是其它系列芯片那就搜索对应系列的关键词不要傻乎乎都按下图搜索哦~ 同样的由于服务器在国外下载速度巨慢。大家用我提供的文件就可以了同样也是官网上下载的原汁原味。链接在 2.2 安装包及驱动准备 可以找到。
安装的方法很简单只需要双击安装包即可然后它就会自动识别固件包的目录点击 Next 然后等进度条走到底就 OK 了。 4. 安装STM32CubeMX
STM32CubeMX 能帮助开发者通过直观的图形界面快速完成 STM32 微控制器的硬件配置外设初始化以及中间件设置等工作。通过STM32CubeMX开发者可以大幅提高开发效率降低开发难度尤其是对于刚接触STM32的新手。
但是STM32CubeMX 虽然方便但不建议大家过度依赖它否则会影响你的个人能力发展。只有你在刚入门 STM32 或者需要快速验证一些代码才建议大家使用这个软件。
STM32CubeMX 在它的官网可以下载网址如下
https://www.st.com/content/st_com/zh/stm32cubemx.html 还是一样由于服务器在国外下载速度很慢大家使用我在 2.2 安装包及驱动准备 给大家准备好的安装包即可就是从官网下载的我只是个搬运工而已。
接下来的安装步骤请依次看下面的图片 OK搞定
5. 驱动安装
所谓的驱动就是让电脑认识插进来的 USB 设备否则就算你把设备插好了依然无法正常工作。大家应该有过被黄色叹号支配的恐惧吧。
以下驱动我都已经在 2.2 安装包及驱动准备 里给大家准备好了。
5.1 CH340驱动安装 5.2 ST-Link驱动安装 6. 程序编译
如果你们使用的是我上面推荐的 STM32F103C8T6 核心板那么请下载 2.2 安装包及驱动准备 我提供的模板工程然后打开这个工程。 程序打开后在上图中左上角箭头处有三个按钮我们所做的编译工作都是使用这三个按钮。那这三个按钮有什么作用呢
第一个按钮 Translate 就是翻译当下修改过的文件说明白点就是检查下有没有语法错误并不会去链接库文件也不会生成可执行文件。 第二个按钮 Build 就是编译当下修改过的文件它包含了语法检查链接动态库文件生成可执行文件。 第三个按钮 Rebuild 重新编译整个工程跟 Build 这个按钮实现的功能是一样的但有所不同的是它编译的是整个工程的所有文件耗时巨大。
在实际工作中我们最经常使用的就是第二个按钮另外两个用得不多尤其是第一个。
7. 程序下载
7.1 硬件接线 核心板上边的电源线随便找一根 microUSB 线来接就行也就是之前手机充电线扁头的那种它就是用来供电的没有传输数据。
而下边的下载引脚主要是三根起作用SWDIO、SWDCLK、GND。大家认真对照核心板与 ST-Link 别接错了哈。特别是 ST-Link 接的是缺口对面那一排引脚而不是靠近缺口的那一排引脚。为了让你们看更清楚我又拍了一张细节图够保姆吧。
在下面这张图里棕色是 GND 红色是 SWDIO 黄色是 SWDCLK大家可以对照着接线。 7.2 ST-Link下载
在下载之前请先按下面的步骤做好配置。 到此为止针对 MDK 的配置已经搞定了现在就可以进行下载了。
在下载之前请做好四件事
就是刚刚前面的配置一定要配置好设备的接线只要有一根线没接对就无法完成下载编译好程序板子一定要上电。 程序下载成功之后板子自动运行新代码会看到 LED 灯间隔 500 毫秒亮灭交替闪烁。 7.3 串口下载
串口下载工具有很多这里推荐 FlyMcu 。
FlyMcu 是一款好用的 STM32 烧录程序软件对于专业的单片机开发者来说应该非常适用软件可以广泛地应用于电路编程和应用编程领域支持进行编程、校验、读器件信息。
这款工具是国产的大家如果需要最新版的可以去它们的官网下载
http://www.mcuisp.com/
当然用我提供的也行反正也是他们官网下载的。
在下载程序之前请先接好线。接线图如下图所示 电源接线没什么好说的主要是串口这边一定要注意交叉接线也就是 CH340 转 TLL 工具的 TX 要接板子的 RX CH340 转 TLL 工具的 RX 要接板子的 TX 千万不要接错否则就不能烧进去
开发板上的 PA9 是 TX PA10 是 RX 请按上一段提到的交叉接线接好线再打开 FlyMcu 。 接下来将板子上的 BOOT0 跳线帽接到 1 BOOT1 路线帽维持在 0 如下图所示 为什么要这么操作呢
这两个跳线帽是用来调整 BOOT0 和 BOOT1 的状态。跳线帽接到 1 就是高电平接到 0 就是低电平。
BOOT0 和 BOOT1 是用于设置 STM32 的启动方式的
BOOT0BOOT1启动模式说明0X用户闪存存储器用户闪存存储器也就是 flash 启动10系统存储器系统存储器用于串口下载11SRAM启动SRAM启动用于在SRAM中调试代码
这里是用 USB 下载 也就是串口下载所以选择表中的第二个方式也就是 BOOT0 选择 1 BOOT1 选择 0 。
然后你就可以点击软件上的 开始编程 按钮但你会发现右边一直处于连接状态。这个时候只有你按一下板子上的 reset 按键板子上唯一的一个按键它就开始往下走了。 下载后记得把 BOOT0 的跳线冒跳回 0 端BOOT0 和 BOOT1 都为 0 这样程序就从 flash 区启动再按一下 reset 按键板子就开始运行烧录进去的代码了。
8. 总结
在本文中我给大家介绍了嵌入式工程师必玩的 STM32 单片机快速上手指南从此你们就打开了嵌入式的大门了。
本文给大家分享了安装包及驱动手把手教大家安装 MDK5、STM32CubeMX以及 CH340/ST-Link 的驱动。并且分享了如何使用 MDK5 编译、下载程序ST-Link 下载及串口下载。
通过本文的分享相信大家能够顺利上手 STM32 的开发在成为嵌入式工程师的道路上又前进了一步。
本文比较基础老司机请忽略但对新手朋友肯定很有帮助。 学习编程千万不要急于求成一定要多读一些经典书籍多看源码多下苦功夫去死磕代码这样技术才能长进。给大家分享一些程序员必读经典书籍一定要多读几遍 有收获希望老铁们来个三连击给更多的人看到这篇文章
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