抛弃IDE — 在window下使用VScode搭建ARM开发环境

本文给出两种方式：
第一种gcc-arm-none-eabi 来编译
第二种利用插件导入KEIL工程，可以执行编译调试烧录

一、使用 VSCode + gcc + openOCD 开发

文章中所用到的工具版本都可以网上搜索一下找到下载。

1、安装 gcc-arm-none-eabi-xxx

安装 gcc-arm-none-eabi-5_4-2016q3-20160926-win32（这只是当时我配置时候用的版本，其他版本也是可以的） 记得最后的第3选项打钩，因为自动添加环境变量（ 估计是因为自动添加，所以会添加到用户的环境变量下面去，一样可以用，如果自己添加，可以添加到系统的环境变量中去 ） 最后，只要是在你的终端（终端可以使window自带的cmd，也可以是你配置过的模拟linux的终端） ，能够查询到arm gcc的版本，就算是正常安装了，如下所示：

2、环境变量添加示意图

下图给出环境变量添加的示意图，下面安装的工具环境变量配置基本上按照这个图来就可以：

但是，这个电脑上我的arm-gcc环境变量添加是在用户变量下面的（gcc-arm-none-eabi安装时候自自动添加的），应该用户和系统都是可以的，有待验证：

3、安装mingw

安装mingw-w64-install（根据自己的电脑选择mingw的版本）

安装的几个选项给出说明 Version制定版本号，从4.9.1-8.1.0，按需选择，没有特殊要求就用最新版吧；Architecture跟操作系统有关，64位系统选择x86_64，32位系统选择i686; Threads设置线程标准可选posix或win32; Exception设置异常处理系统，x86_64可选为seh和sjlj，i686为dwarf和sjlj; Build revision构建版本号，选择最大即可。

• CPU架构             x86_64           64位
• CPU架构              i686                   32位
• 操作系统接口协议 win32 开发windows应用程序
• 操作系统接口协议 posix 开发Linux、Mac应用程序
• 异常处理模型(32bit CPU) dwarf 版本新，性能较好，不支持64位
• 异常处理模型(32bit CPU) sjlj 版本低，同时支持32位和64位
• 异常处理模型(64bit CPU) seh 版本新，性能较好，不支持32位
• 异常处理模型(64bit CPU) sjlj 版本低，但支持32位和64位

点击Next ，其实就是自动下载 x86_64-8.1.0-release-posix-seh-rt_v6-rev0.7z，如图：

安装完成以后如图所示，我觉得路径比较深，个人不太喜欢，等下我会调整下路径：

如果自动下载比较慢，也可以直接从mingw的官网找压缩包，按照自己需要的版本选择，直接解压，都是一样的：

x86_64-8.1.0-release-posix-seh-rt_v6-rev0.7z(用这个压缩包解压)解压出来内容如下图：

最后根据自己的安装路径添加环境变量：系统变量中新建添加 D:\Program Files\mingw64\bin

注意！注意！注意！ 最后即便这样了，你会发现还是不能make，只需要在mingw64\bin目录下找到mingw32-make.exe将mingw32-make.exe名字改成make.exe 即可，如下图：

至此，使用CubeMX直接可以生成Makefile 工程，直接make进行编译：上图就是使用STM32CubeMX直接生成的工程，直接编译。

4、安装openocd

OpenOCD（Open On-Chip Debugger）是开源片上调试器，OpenOCD旨在提供针对嵌入式设备的调试、系统编程和边界扫描功能。OpenOCD的功能是在仿真器的辅助下完成的，仿真器是能够提供调试目标的电信号的小型硬件单元。仿真器是必须的，因为调试主机（运行OpenOCD的PC）通常不具备这种电信号的直接解析功能。

通过网站下载OpenOCD的windows包OpenOCD下载地址

把下载的压缩包解压出来，这个OpenOC是免安装的，比如我解压在D盘：

添加环境变量步骤：

安装完成以后可以查看版本号如下图：

openocd的操作模式 openocd -f <接口配置文件> -f <目标芯片配置文件> -c <要执行的命令> 比如：openocd -f interface/stlink-v2.cfg -f target/stm32l0.cfg openocd -f interface/jlink.cfg -f target/stm32f1x.cfg

如果想了解更多，可以去查看官方的指导手册：openocd官方手册

5、Makefile的修改

Makefile 中的有些语法 是 linux下的，例如下面的clean：

#######################################
# clean up
#######################################
clean:
 -rm -fR $(BUILD_DIR)

在window CMD终端中，make clean是不会成功的，这个时候你需要改成CMD下可以执行的操作：

#######################################
clean:
# -rm -fR $(BUILD_DIR)
 -del /q $(BUILD_DIR)
  
#######################################

使用CubeMX生成的Makefile，是不支持浮点数打印的，所以需要加上-u_printf_float -u_sprintf_float，如下图：

# libraries
LIBS = -lc -lm -lnosys 
LIBDIR = 
LDFLAGS = $(MCU) -u_printf_float -u_sprintf_float -specs=nano.specs -T$(LDSCRIPT) $(LIBDIR) $(LIBS) -Wl,-Map=$(BUILD_DIR)/$(TARGET).map,--cref -Wl,--gc-sections

我们目的是使用openocd进行烧录，指令都是上面openocd 使用指令的集合，我们需要使用一个伪指令make download（名字其实按照自己的习惯命名就可以）：

# Generate dependency information
CFLAGS += -MMD -MP -MF"$(@:%.o=%.d)"
# 这里需要使用绝对路径，根据自己的环境路径配置
INTERFACE_CFG="D:\Program Files\openocd\share\openocd\scripts\interface\stlink-v2.cfg"
TARGET_CFG="D:\Program Files\openocd\share\openocd\scripts\target\stm32l0.cfg"
# linux下的路径
# INTERFACE_CFG=/usr/local/share/openocd/scripts/interface/stlink-v2.cfg
# TARGET_CFG=/usr/local/share/openocd/scripts/target/stm32l0.cfg 

#######################################
# LDFLAGS
#######################################
...
#######################################
# clean up
#######################################
clean:
	-rm -fR $(BUILD_DIR)

download:
	openocd -f $(INTERFACE_CFG) -f $(TARGET_CFG) -c init -c reset -c halt -c\
	"flash write_image erase $(BUILD_DIR)/$(TARGET).hex" -c reset -c shutdown
	
# 建议使用program，前面不需要加-c reset，实际测试更加稳定
# download:
# 	openocd -f $(INTERFACE_CFG) -f $(TARGET_CFG) -c init -c halt -c\
# 	"program $(BUILD_DIR)/$(TARGET).hex" -c reset -c shutdown
 
#######################################
# dependencies
#######################################

6、烧录过程的说明

make download 的操作：

1. -f interface/stlink-v2.cfg 根据相关目录下的文件配置使用J-link还是st_link, 示例中使用的是stlink
2. -f target/stm32l0.cfg 选择对应的芯片配置文件 示例中使用的是stm32l0系列
3. -c init       初始化
4. -c reset     芯片复位  （因为在实际使用中发现烧录完成后会给芯片写保护，导致再次使用此方法无法烧录，必须复位一次） 经过后来测试发现使用 program xx.hex 指令烧录是不需要在前面在 reset 的，而且每次都能章程烧录 使用  flash write_image erase xx.hex 有时候会失败，写入以后也会给芯片写保护，需要加reset
5. -c halt    挂起，等待烧录
6. -c "flash write_image erase xx.hex"  或者   -c "program  xx.hex" 烧录对应的hex文件
   如果是烧录bin文件，需要指定烧录的起始地址  -c "program  xx.bin 0x08000000"
7. -c reset  芯片复位，自动运行
8. -c shutdown  自动关闭openocd的操作窗口

#省略
INTERFACE_CFG="D:\OpenOCD-20210729-0.11.0\share\openocd\scripts\interface\jlink-swd.cfg"
TARGET_CFG="D:\OpenOCD-20210729-0.11.0\share\openocd\scripts\target\stm32f1x.cfg"
#省略
#######################################
clean:
#	-rm -fR $(BUILD_DIR)
	-del /q $(BUILD_DIR)

down: 
	openocd -f $(INTERFACE_CFG) -f $(TARGET_CFG) -c init -c halt -c \
	"program $(BUILD_DIR)/$(TARGET).hex" -c reset -c shutdown 

#######################################

/* USER CODE BEGIN 0 */
#if 1
#include <stdio.h>

#ifdef __GNUC__
  #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
  PUTCHAR_PROTOTYPE
  {
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)&ch, 1, HAL_MAX_DELAY);
    return ch;
  }
  int _write(int file, char *ptr, int len)
  {
    int DataIdx;
      for (DataIdx = 0; DataIdx < len;DataIdx++){
            __io_putchar(*ptr++);
      }
      
    return len;
  }
  
  #else
    /* 告知连接器不从C库链接使用半主机的函数 */
  #pragma import(__use_no_semihosting)

  /* 定义 _sys_exit() 以避免使用半主机模式 */
  void _sys_exit(int x)
  {
      x = x;
  }

  /* 标准库需要的支持类型 */
  struct __FILE
  {
      int handle;
  };

  FILE __stdout;

  int fputc(int ch, FILE *stream)
  {
      /* 堵塞判断串口是否发送完成 */
      while((USART1->ISR & 0X40) == 0);

      /* 串口发送完成，将该字符发送 */
      USART1->TDR = (uint8_t) ch;

      return ch;
  }
    #endif 
#endif