STM32固件库编程：编写并下载第一个程序

为了“打通”开发平台与开发板之间的联系，检验开发环境是否正常，我们先编写一个非常简单的程序，并将之下载到开发板，以此作为一个引子。

首先，打开MDK5，进入到主界面，如图1-7所示。再单击“Project”菜单，选择“New μVision Project”命令。

图1-7　新建项目

其次，选择存放文档的位置以及文件名，如图1-8所示，比如保存在一个名称为“1”的文件夹中，将项目名命名为“1”，单击“确定”按钮。

图1-8　建立项目文件

再次，进入器件（MCU）的选择。本教材使用的开发板是STM32F407ZGT6，因此执行“STM32F4 Series”→“STM32F407”→“STM32F407ZG”→“STM32F407ZGTx”命令，如图1-9所示，单击“OK”按钮。

图1-9　选择相应的微处理器

最后，屏幕上出现如图1-10所示的运行环境管理界面。该界面显示了运行环境的一些信息。在安装了器件包后，很多配置文件Keil已经做好，程序员只需勾选相应的硬件配置即可，相当方便，这也是Keil与各大ARM核心厂家密切合作的结果。我们在这里只需勾选“CMSIS”的“CORE”和“Device”的“Startup”（这一点很容易理解，即程序包含最基本的内核与处理器的初始化两大要素），单击“OK”按钮，这时，程序的基本框架已经搭建完成。查看文档结构，如图1-11所示，展开“Target 1”，可以看到CMSIS和Device，这是运行环境勾选后自动生成的配置文件。展开“Device”，可以看到两个文件startup＿stm32f407xx.s与system＿stm32f4xx.c，这是STM32启动需要的初始化配置。读者可以双击打开这两个文件，查看里面的内容，但不要修改。后面的工作则是书写最重要的*.c文件。

图1-10　运行环境管理

图1-11　运行环境勾选后自动建立的文档

为了规范项目文件管理，用户编写的文档一般放到User文件夹中，所以我们在项目的文件夹下新建一个名为User的文件夹，在User文件夹下建立关键的main.c文件。

书写*.c文件有两种方法：一种是使用文本编辑器在外部进行文本编辑；另一种是使用Keil系统自带的文本编辑器进行编辑。外部编辑器建议使用Notepad＋＋，它是一款非常有特色的编辑器开源软件，可以免费使用，支持绝大部分编程语言。当然Keil自带的编辑器也非常方便，本教材使用Keil自带的编辑器。

建立*.c文件，首先单击“File”→“New”菜单命令，让系统新建一个Text1文件，在文本编辑区输入程序，比如输入：

如图1-12所示，这时的文本一直呈黑色，说明编辑器无法识别这是一个C文件，它仅仅是个文本而已。再执行“File”→“Save As”命令，将它另存到项目文件夹下的User文件夹中，并命名为“main.c”，单击“保存”按钮，此时可以观察到程序已经变为彩色，说明编辑器已经认出这是一个C文件，可以识别程序的语句。如果发现程序没有变颜色，说明保存时并未保存为C文件，要重新保存。

建议在一开始就将新建的空文本文件另存为*.c文件，因为若不是*.c文件，编辑器无法辨认语句，也无法使用其强大的编辑功能。

图1-12　编写并保存main.c文件

文件保存完毕后只说明编辑好了一个程序，但是并未被加入我们的项目当中，此时还需将main.c加入项目当中。双击“Source Group 1”，在出现的选择文件窗口中选择刚刚保存的main.c添加，这时main.c已被加入项目中，如图1-13所示，“Source Group 1”下多了一个main.c文件。一定要确保编写的C文件加入项目中，这一点很容易被初学者疏忽。

图1-13　添加main.c文件(www.xing528.com)

此时，一个最简单项目的配置与程序已经完成，接下来我们要完成项目的编译，产生可以下载到微处理器的固件。在编译前需要配置一下编译环境，单击“Options for Target”按钮（魔术棒），如图1-14所示（或者在Project栏右击“Target 1”，也可以弹出选项），进入选项配置界面，如图1-15所示。

图1-14　选项配置界面

选项配置界面中的项目较多，左边第一个是“Device”选项卡，也就是处理器选择项。如果想变更处理器，可以在这一项中重新选择。选择“Target”选项卡，勾选“Use MicroLIB”，如图1-15所示，以便在日后编写串口驱动的时候可以使用printf函数。

图1-15　“Target”选项卡

选择“Output”选项卡，勾选“Create HEX File”（图1-16），即产生十六进制文件。此文件为ISP的下载文件，也就是单片机的机器码文件。当我们使用ISP方式下载程序时必须勾选此项，如果以SWD／JTAG方式下载，勾不勾选都没有影响。

图1-16　“Output”选项卡

选择“Debug”选项卡，选中“Use”单选按钮，再在下拉列表框中选择“ST-Link Debugger”，如图1-17所示。单击右边的“Settings”按钮，进入Debugger的设置项，如图1-18所示，可看到ST-LINK的信息，包括序列号以及版本号。如果驱动未安装好，或者仿真器未连接好，这些信息将无法显示。

图1-17　“Debug”选项卡

图1-18　Debugger设置项

单击“Flash Download”选项卡，可以查看使用仿真器进行程序下载的选项，如图1-19所示。这里显示的是下载对象的Flash大小以及烧录的一些设置，比如开发板的STM32F4xx芯片，配置的Flash容量为1MB。这里注意不要选择“Erase Full Chip”，因为若勾选，下载时会把整个Flash删除，非常耗时。可以勾选“Reset and Run”，这样在下载完程序后，使系统自动复位运行程序，而无须按下Reset键来重启。

图1-19　“Flash Download”选项卡

单击“确定”按钮完成设置，回到主界面进行编译，单击Built图标，如图1-20所示，或者在菜单栏选择“Project”→“Build Target”，或按快捷键【F7】进行编译。编译完成后观察下方的“Build Output”小窗口，如图1-20所示，查看编译过程信息。若代码中出现0Errors，说明编译成功，并且生成了1.axf文件。axf文件是ARM芯片使用的文件格式，它除了包含bin机器代码外，还包括输出给调试器的调试信息，如每行C语言所对应的源文件行号等，这也是仿真器使用的最基本的文件。

图1-20　编译程序

当编译成功后，最后一步工作是下载程序到开发板。如果采用ISP方式，需要接入串口，连接开发板的ISP引脚，再用ISP下载软件，载入HEX文件，下载到嵌入式系统，这里就不再详细阐述了。若使用仿真器，只需单击“Download”按钮，如图1-21所示，即可自动下载程序，下载完毕后可以看到下载信息。

图1-21　下载程序

这是一个最简单的程序，从项目建立到下载完成的步骤与其他项目都基本一样。细心的读者可以发现，开发板没有任何反应。原因很简单，从main.c的程序看，里面的内容仅仅是一个空的main函数，并没有任何语句，因此CPU在上电初始化之后，没有进行任何操作。这里只是为了让读者调试仿真器与开发板的连接，学会使用仿真器进行下载程序，了解如何编写STM32的项目程序。