在Keil MDK环境下使用STM32 V34库

简介写这篇“小”教程主要是和大家分享使用STM32的基本方法。在一年以前，我开始接触并开始使用STM32。STM32价格便宜，外设丰富，开发和仿真环境使用方便，一下子便爱上了它。我当时使用了IAR编译环境，固件库也是以前的V2版本。由于ST公司更新了STM32的固件库，所以想试着使用新固件库。刚开始使用新库时也遇到了一些问题，但是慢慢熟悉不但觉得不难不烦，反而觉得V3比V2更好用。在这里我和大家分享一下使用V3.4库的方法，希望大家喜欢，如有错误请指出，在下不慎感激。这篇“小”教程分以下四步来说，第一步，获得库文件，并进行适当的整理；第二步，建立工程，并建立条理清晰的GROUP；第三步，修改工程的Option属性；第四步：使用JLINK仿真调试。下面就分这四大步来逐个说明。第一步获得库文件，并进行适当的整理第一步非常的简单，访问ST的官网上就可以获得最新的固件库，在我写“小”教程的时候最新的固件库是V3.4。除了获得固件库之外还可以获得和固件库相关的说明文档。在以前的官网上可以下载到一篇名为《如何从STM32F10xxx固件库V2.0.3升级为STM32F10xxx标准外设库V3.0.0》的应用手册，但是在现在的ST官网上却找不到这篇十分有用的应用文档，不过却可以在百度文库中找到，这篇文档详细说明了新固件库的文件结构，在Keil工程建立之前，值得一看。图1是新固件库改动比较大的部分，ST称为CMSIS。在这个文件夹下面出现了一些新的源文件、头文件和启动代码，新的源文件如core_cm.csystem_stm32f10x.c，也有新的启动代码如start_stm32f10x_h/m/ld.s。在第二部分会详细介绍这些文件到底有什么作用，以及和V2版本的区别。在这里我也补充一句，V3.4还是和V3.0有点区别，V3.4又比V3.0多出了几个启动代码。我个人觉得这些文件“埋”的太深，使用起来有点不方便，所以我一般对这些文件进行一些整理，把相关文件放在一起，并取上一个标准化的名字，这些文件夹的名字一般和原始固件库文件夹的名字相同，只是把需要的文件放在一起。例如我把启动代码（startup）放在一个文件夹下面，而在这个文件下面只放KeilMDK有关的启动代码，把IAR和GCC的文件全部给去除了，这样做不但使得文件夹内容“清爽”也可以避免不必要的错误。一般在工程目录下面我会建立以下几个文件夹，如图2所示。当然还会建立两个很有用的文件夹，一个取名为Listing，另一个取名为Object。这两个文件夹会保存Keil编译连接过程中产生的一些文件，虽然是一个不起眼的细节但是也请大家关注，不然在工程目录下面“邋遢”的很！下面来简单说说这些文件各有什么作用。在下重在应用，对里面的内容也知之甚少。core_cm3.c/core_cm3.h该文件是内核访问层的源文件和头文件，查看其中的代码多半是使用汇编语言编写的。在线不甚了解。stm32f10x.h该文件是外设访问层的头文件，该文件是最重要的头文件之一。例如定义了CPU是哪种容量的CPU，中断向量等等。除了这些该头文件还定义了和外设寄存器相关的结构体，例如：typedefstruct{__IOuint32_tCRL;__IOuint32_tCRH;__IOuint32_tIDR;__IOuint32_tODR;__IOuint32_tBSRR;__IOuint32_tBRR;__IOuint32_tLCKR;}GPIO_TypeDef;包含了那么多寄存器的定义，那么在应用文件中（例如自己编写的main源文件）只需要包含stm32f10x.h即可，而不是以前固件库的需要包含stm32f10x_conf.h这个头文件。system_stm32f10x.c/h该头文件也可以称为外设访问层的头文件和源文件。在该文件中可以定义系统的时钟频率，定义低速时钟总线和高速时钟总线的频率，其中最关键的函数就是SystemInit()了，这个后面会详细介绍。总之这两个文件是新固件库的重点，有了它粮也大大简化了使用stm32的初始化工作。stm32f10x_conf.h这个文件和V2版本的库的内容是一样的，需要使用哪些外设就取消哪些外设的注释。例如需要使用GPIO功能，但不使用SPI功能，就可以这样操作。#includestm32f10x_gpio.h/*#includestm32f10x_spi.h*/main.c这个文件就不用多说了，自己编写。stm32f10x_it.c/h这两个文件包含了stm32中断函数，在源文件和头文件中并没有把所有的中断入口函数都写出来，而只写了ARM内核的几个异常中断，其他的中断函数需要用户自己编写。stm32f10x_it.c的最后给了这样一个模板。/******************************************************************************//*STM32F10xPeripheralsInterruptHandlers*//*AddheretheInterruptHandlerfortheusedperipheral(s)(PPP),forthe*//*availableperipheralinterrupthandler'snamepleaserefertothestartup*//*file(startup_stm32f10x_xx.s).*//******************************************************************************//***@briefThisfunctionhandlesPPPinterruptrequest.*@paramNone*@retvalNone*//*voidPPP_IRQHandler(void){}*/从注释中的英文提示可以看出，中断向量的名称可以从相应的启动代码中找出，例如可以在startup_stm32f10x_md.s中找到USART1中断函数的名称——USART1_IRQHandler。其他的中断函数名可以以此类推，一一获得，在这里我就不一一复述了。StdPeriph_Driver文件夹该文件夹有包含两个文件夹，一个是src文件夹，另一个是inc文件夹，顾名思义，一个里面放的是元件一个里面放的是头文件。这两个文件夹包含了所有的STM32的外设驱动函数，其实和V2版本也没有太大的变化。简单来说，外设的驱动相当于windows的驱动函数API，这些驱动函数看到函数名基本就可以明白这个函数的作用，例如：GPIO_SetBits可以置位某个IO口，相反GPIO_ResetBits则可以复位某个IO口。我个人认为熟练使用库可以大大提高编程的效率，同时规范使用库函数也可以提高程序的可读性，让团队中的其他程序员可以快速的明白代码的作用。第二步，建立工程，并建立条理清晰的GROUP从这一步开始就开始和KeilMDK打交道了。首先建立一个Keil工程，这一小步再简单不过了，Project菜单项中点击NewuVisionProject，然后保存工程文件，路径自由设定并可以包含中文。然后选择指定的CPU型号，如图3所示。例如选择STM32F103RB。接着弹出一个添加启动代码的窗口，在这里请大家点击否。因为这个启动代码是旧版本库的启动代码，新版的启动代码和这个不同，需要自己添加。所谓启动代码就是在main函数之前运行的代码。以上的几个步骤和在Keil环境下使用51很相似，所以也不必多说。选择CPU型号后就需要建立一个条理清晰的Group，在这里我强调的是一个“条理性”。我尽可能的把同类的文件放在一起，并取名和工程文件目录中相同的名字，这样便于管理也避免不必要的错误。在Target1选项上右击，在弹出菜单上选择managecomponents，如图5所示。建立相应的Group。例如User，CMSIS，StdPeriph_Driver和StartUP，这些Group的名称和工程文件夹的名称保持一致，如图6所示。为每个Group添加同名文件夹下的源文件或者头文件，为了便于查看代码，我把源文件和头文件都添加进Group中（除StdPeriph_Driver），在这里注意过滤文件的类型。StdPeriph_Driver中只添加需要的源文件，例如建立一个LED闪烁的工程，那么这个工程除了进行必要的初始化之外，只需要包含GPIO的操作函数，当然需要使用GPIO就必须要使能GPIO的时钟，RCC是绝对少不了的。所以只需要包含misc.c，stm32f10x_gpio.c和stm32f10x_rcc.c。需要说明的是，虽然在有些Group中包含了一些头文件，但是Keil在编译连接的时却不知道头文件在什么地方，所以一定要指定头文件的路径。添加需要的文件之后，工程目录如图7所示。三步修改工程的Option属性修改工程属主要目的是指定相关头文件的路径。接着上面说就是右击工程目录的LEDToggle则会出现Option选项卡，当然右击User或者其他的Group就不会出现Option选项卡，初学者极容易犯这个错误。给Output选择一个名为Object的文件夹，当然文件夹也可以是其他任何名称。给Listing选择一个名为Listing的文件夹，当然这个文件夹也可以是其他的名称。在C/C++选项卡下，需要输入两个非常重要的宏，一个宏是USE_STDPERIPH_DRIVER，定义了这个宏和外设有关的函数才会包括进来，还有一个宏是STM32F10X_MD，这个宏指定了CPU的容量，即中等容量的STM32。除了设定两个宏之外，还要确定和工程有关的头文件的路径。在工程目录下面除了StartUP中没有相关头文件，而其他的文件中都有头文件，所以需要逐个指定。写到这里除了仿真的选项没有设置之外，其他的参数都设定好了，此时如果编译连接工程的话，就应该显示没有错误和没有警告。当然也会遇到有错误和有警告的情况，根据错误提示耐心地寻找错误，总可以把问题迎刃而解。第四步使用JLINK仿真调试在说JLINK仿真调试之前，我先说说我在main.c中写了点什么，为什么这样写，还有一个比较要命的问题的是如何初始化系统时钟。先说说我在main函数中写点什么，其实就是利用一个软件延时函数点亮然后熄灭一盏LED。第一步需要初始化该IO口的时钟，第二步把该IO口配置成推挽输出形式，第三步就是进入无限循环，不断置位和复位该IO口。具体的代码如下intmain(void){/*!Atthisstagethemicrocontrollerclocksettingisalreadyconfigured,thisisdonethroughSystemInit()functionwhichiscalledfromstartupfile(startup_stm32f10x_xx.s)beforetobranchtoapplicationmain.ToreconfigurethedefaultsettingofSystemInit()function,refertosystem_stm32f10x.cfile*//*初始化GPIOD时钟*/RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD,ENABLE);/*初始化GPIOD的Pin_2为推挽输出*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_2;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);while(1){/*关闭LED1*/GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);/*延时*/Delay(0xAFFFF);/*点亮LED1*/GPIO_Res