工欲善其事，必先利其器。

STM32Cube生態(tài)系統(tǒng)是ST為STM32開發(fā)者打造的軟件生態(tài)，是嵌入式開發(fā)的利器。

為提升功能豐富且高能效的STM32系列微控制器的易用性，2019年，意法半導(dǎo)體在STM32Cube軟件生態(tài)系統(tǒng)中增加了一個(gè)免費(fèi)的多功能STM32開發(fā)工具：STM32CubeIDE。

為了和商用集成開發(fā)環(huán)境（IDE）工具一樣好用，STM32CubeIDE充分發(fā)揮了意法半導(dǎo)體2017年收購的嵌入式開發(fā)工具廠商Atollic?的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。這套IDE軟件采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開放式許可條款，為簡化和加快基于STM32的嵌入式設(shè)計(jì)，新增了STM32專用功能，包括功能強(qiáng)大的STM32CubeMX微控制器配置和項(xiàng)目管理工具。

通過整合STM32CubeMX與STM32CubeIDE，意法半導(dǎo)體創(chuàng)建了一個(gè)更強(qiáng)大的開發(fā)環(huán)境。STM32Cube的完整生態(tài)系統(tǒng)還包含STM32CubeProgrammer的代碼燒寫器和STM32CubeMonitor系列的代碼運(yùn)行監(jiān)控器，以及眾多獨(dú)立的MCU固件包。

STM32CubeIDE是ST官方提供的免費(fèi)軟件開發(fā)工具，也是STM32Cube生態(tài)系統(tǒng)的一員大將。它基于Eclipse?/CDT框架，GCC編譯工具鏈和GDB調(diào)試工具，支持添加第三方功能插件。同時(shí)，STM32CubeIDE還集成了部分STM32CubeMX和STM32CubeProgrammer的功能，是一個(gè) “多合一”的STM32開發(fā)工具。

用戶只需要STM32CubeIDE這一個(gè)工具，就可以完成從芯片選型，項(xiàng)目配置，代碼生成，到代碼編輯，編譯，調(diào)試和燒錄的所有工作。

在開發(fā)的過程中，用戶也可以非常方便地切換到內(nèi)嵌的CubeMX初始化窗口，添加或者修改之前的外設(shè)和中間件配置。不需要在多個(gè)工具之間進(jìn)行切換。

STM32CubeIDE提供的編譯和堆棧分析工具為用戶提供了關(guān)于項(xiàng)目狀態(tài)和內(nèi)存使用的有用信息。還提供了很多高級(jí)的調(diào)試功能幫助用戶進(jìn)行高效地調(diào)試。

跟 STM32CubeMX，STM32CubeProgrammer 一樣，它也是一個(gè)多平臺(tái)的STM32開發(fā)工具，用戶可以在Windows，Linux和macOS操作系統(tǒng)上通過STM32CubeIDE進(jìn)行軟件開發(fā)。

STM32CubeIDE界面

STM32CubeIDE 是基于 Eclipse 的框架，它繼承了 Eclipse 所特有的一些對(duì)用戶來說還不太熟悉的特性，比如透視圖，工作空間等。

工作空間（Workspace）：STM32CubeIDE通過工作空間（workspace）對(duì)工程進(jìn)行管理，打開STM32Cube時(shí)，它會(huì)新建一個(gè)默認(rèn)的工作空間，用戶也可以通過Browse按鈕另外選擇一個(gè)文件夾作為工作空間，之后新建或者導(dǎo)入的工程就都屬于前面選擇的這個(gè)工作空間。同一個(gè)工作空間下的工程具有相同的IDE層面的配置（在Window→Preferences中進(jìn)行設(shè)置），比如顯示和編輯的風(fēng)格設(shè)置等。從文件系統(tǒng)的角度，工作空間就是一個(gè)文件夾，里面包含了多個(gè)工程的文件夾和一個(gè)名為“.metadata”的文件夾，“.metadata”文件夾下包含了該工作空間內(nèi)的所有工程的信息。用戶可以通過File→Switch Workspace菜單，切換不同的工作空間。

透視圖（Perspective）：透視圖是一系列和某類功能相關(guān)的窗口的組合。常用的有C/C++編輯透視圖，調(diào)試透視圖和CubeMX配置透視圖。

C/C++編輯透視圖包括了項(xiàng)目管理器，編輯窗口，Outline窗口等。在項(xiàng)目管理器中可以查看和操作當(dāng)前工作空間中的所有項(xiàng)目。雙擊打開項(xiàng)目中的文件，文件內(nèi)容會(huì)顯示在編輯窗口，在編輯窗口可以對(duì)其進(jìn)行編輯。最右邊的Outline窗口列出了當(dāng)前打開的文件中定義的所有函數(shù)，變量和宏。

在Window Show View菜單中可以打開和關(guān)閉需要顯示在C/C++編輯透視圖中的窗口。

通過右上方的圖標(biāo)可以在不同的透視圖之間切換，比如點(diǎn)擊爬蟲圖標(biāo)，就可以切換到調(diào)試透視圖。在C/C++編輯透視圖下點(diǎn)擊工具欄的Debug按鈕啟動(dòng)調(diào)試后，也會(huì)自動(dòng)切換到調(diào)試透視圖。

工程管理

11. 新建和導(dǎo)入工程

使用STM32CubeIDE，用戶可以通過多種方法來開始新建一個(gè)項(xiàng)目。在STM32CubeIDE的歡迎界面上，列出了創(chuàng)建/導(dǎo)入工程的快捷入口，分別對(duì)應(yīng)下面的四種場(chǎng)景。也可以通過File菜單下的New和Import實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的功能。
??????? ??從零開始新建一個(gè)STM32工程
??????? ??已有STM32CubeMX的配置文件(*.ioc文件 )，希望根據(jù)該ioc文件新建一個(gè)STM32工程
??????? ??已有SW4STM32或者TrueSTUDIO工程，希望轉(zhuǎn)換成STM32CubeIDE工程
??????? ??基于STM32Cube庫中的例程創(chuàng)建新工程

2 STM32CubeIDE工程結(jié)構(gòu)

STM32CubeIDE有兩種工程結(jié)構(gòu)，如下圖所示。

單核的MCU都是扁平結(jié)構(gòu)。

對(duì)于雙核架構(gòu)的MCU或者安全MCU，比如STM32H7，STM32L5和STM32MP1系列，STM32CubeIDE工程是分層結(jié)構(gòu)。以STM32H7為例，創(chuàng)建或者導(dǎo)入STM32H7工程后，在Project Explorer欄看到的是一個(gè)三層的工程結(jié)構(gòu)：最上面一層是“根”工程，然后是兩個(gè)分別對(duì)應(yīng)CM7和CM4內(nèi)核的“子”工程，“子”工程下面才是工程文件。這兩個(gè)CM7和CM4“子”工程才是真正的可編譯和調(diào)試的工程，而“根”工程只是作為一個(gè)“容器”，包含了CM7和CM4這兩個(gè)“子”工程。AN5361，AN5394，AN5360和AN5564分別描述了在STM32CubeIDE中如何創(chuàng)建，導(dǎo)入，編譯和調(diào)試STM32H7雙核，STM32L5，STM32MP1以及STM32WL的工程。

3 打開/關(guān)閉/刪除/切換/導(dǎo)出STM32CubeIDE工程

在Project Explorer窗口中可以看到當(dāng)前工作空間下的所有工程。用戶可以對(duì)這里面的任一工程進(jìn)行打開/關(guān)閉/刪除/導(dǎo)入/導(dǎo)出/更名等操作。
具體請(qǐng)參考“工程的基本操作”（馬上推出，敬請(qǐng)期待）。

4固件庫管理

STM32CubeIDE集成了STM32CubeMX的部分功能，可以直接選擇芯片/開發(fā)板型號(hào)，或者選擇例程來生成一個(gè)新工程。STM32CubeIDE生成工程所需要的驅(qū)動(dòng)和例程代碼都來自各個(gè)STM32系列的固件庫。?

在Help→Manage Embedded Software Packages里，可以對(duì)所有的STM32固件庫以及其他的插件進(jìn)行管理（安裝/刪除固件庫）。

用戶可以通過Install Now按鈕讓STM32CubeIDE自動(dòng)從網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行下載安裝，也可以通過From Local按鈕來安裝已經(jīng)預(yù)先下載好的固件庫。

通過Remove Now按鈕可以刪除選中的固件庫。

在Window Preferences窗口的STM32Cube Firmware Updater標(biāo)簽頁下，可以設(shè)置固件庫安裝的路徑和更新的方式。

默認(rèn)STM3CubeIDE在打開和新建工程的時(shí)候，都會(huì)嘗試連接網(wǎng)絡(luò)。用戶也可以選擇“Off Line Mode”,不讓STM32CubeIDE去聯(lián)網(wǎng)。但是需要通過上一張圖中Embedded Software Packages Manager窗口的From Local按鈕來安裝已經(jīng)預(yù)先下載好的固件庫，否則將不能自動(dòng)為新建的STM32工程生成代碼。

點(diǎn)擊Check Connection按鈕可以檢測(cè)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。檢測(cè)結(jié)束如果出現(xiàn)一個(gè)紅色的×，則說明網(wǎng)絡(luò)配置有問題，需要我們到Network Connection頁面去進(jìn)行設(shè)置。

除了前面主動(dòng)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，如果出現(xiàn)固件下載失敗的情況，也請(qǐng)檢查STM32CubeIDE的網(wǎng)絡(luò)配置是否正確。

配置步驟見下圖：
1.進(jìn)入 Window Preferences菜單，選擇General Network Connections標(biāo)簽頁
2.選擇 Manual方式
3.選擇HTTP，雙擊打開編輯窗口，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接參數(shù)。

代碼編輯

STM32CubeIDE基于Eclipse，Eclipse的一些常用快捷鍵和編輯技巧一樣適用于STM32CubeIDE。熟練掌握這些小技巧可以提高開發(fā)效率，使得程序開發(fā)的工作事半功倍。

代碼編譯

1工程屬性設(shè)置及編譯

在Project Explorer中選中一個(gè)工程，點(diǎn)擊右鍵后進(jìn)入properties菜單，在其中就可以對(duì)編譯項(xiàng)進(jìn)行配置。常用配置的操作細(xì)節(jié)，請(qǐng)查看“STM32CubeIDE工程屬性配置技巧”。

配置完成之后就可以進(jìn)行編譯了。用戶可以通過下面三種方式啟動(dòng)編譯：
??方法一：選中工程，點(diǎn)擊右鍵，然后選擇“Build Project”
??方法二：選中工程，從Project菜單進(jìn)入，然后選擇“Build Project”
??方法三：選中工程，直接點(diǎn)擊工具欄里的Build圖標(biāo)?

2提高編譯速度

通過使能并行編譯，可以提高STM32CubeIDE的編譯速度。
選中工程，點(diǎn)擊右鍵后進(jìn)入properties菜單，選擇“C/C++ Build”，在Behavior標(biāo)簽頁下，勾選“Enable parallel build”功能。

3編譯相關(guān)輔助工具

工程編譯完成以后，在“Build Analyzer”窗口可以看到鏈接文件中定義的所有內(nèi)存區(qū)域（memory region）和段(section)的使用情況，包括加載地址，運(yùn)行地址，有多少字節(jié)已經(jīng)被占用，還剩余多少字節(jié)等。

在“Static Stack Analyzer”窗口中顯示了靜態(tài)堆棧的使用情況。

STM32CubeIDE還提供了Headless Build功能，可以不打開CubeIDE的圖形界面，通過命令行就可以進(jìn)行編譯。

代碼調(diào)試及燒錄

1調(diào)試及運(yùn)行配置

STM32CubeIDE工程編譯完成且無任何錯(cuò)誤，就可以進(jìn)行調(diào)試和下載了。

在C/C++透視圖的工具欄中有三個(gè)和下載調(diào)試相關(guān)的按鈕：調(diào)試，運(yùn)行和外部工具。

通過“調(diào)試”按鈕旁邊的小三角，可以打開Debug Configurations菜單，進(jìn)行調(diào)試參數(shù)的配置，比如調(diào)試器的選擇，GDB連接的設(shè)置，ST-LINK的設(shè)置，外部Flash Loader的設(shè)定等，并啟動(dòng)調(diào)試。

通過“運(yùn)行”按鈕，可以僅下載程序不啟動(dòng)調(diào)試。

通過“外部工具”按鈕，可以調(diào)用外部的命令行工具。

有關(guān)調(diào)試參數(shù)配置及調(diào)試技巧的內(nèi)容，請(qǐng)參考“STM32CubeIDE工程調(diào)試配置及技巧”（馬上推出，敬請(qǐng)期待）。

2啟動(dòng)調(diào)試

STM32CubeIDE使用GDB進(jìn)行調(diào)試，支持STLink和SEGGER J-Link調(diào)試器，支持通過SWD或JTAG接口連接目標(biāo)MCU。

STM32CubeIDE工程編譯完成之后，直接點(diǎn)擊工具欄的爬蟲圖標(biāo)或者通過選擇菜單Run-->Debug，可以啟動(dòng)調(diào)試。

如果是第一次對(duì)當(dāng)前工程進(jìn)行調(diào)試，STM32CubeIDE會(huì)先編譯工程，然后打開調(diào)試配置窗口。調(diào)試配置窗口包含：調(diào)試接口的選擇，STLink的設(shè)置，復(fù)位設(shè)置和外部flash loader的設(shè)置等選項(xiàng)，用戶可以檢查或者修改各項(xiàng)配置。確認(rèn)所有的配置都正確無誤，就可以點(diǎn)擊OK，啟動(dòng)調(diào)試。

然后STM32CubeIDE會(huì)先將程序下載到MCU，然后從鏈接文件（*.ld）中指定的程序入口開始執(zhí)行。程序默認(rèn)從Reset_Handler開始執(zhí)行，并暫停在main函數(shù)的第一行，等待接下來的調(diào)試指令。

3基本調(diào)試操作

啟動(dòng)調(diào)試后，STM32CubeIDE將自動(dòng)切換到調(diào)試透視圖，在調(diào)試透視圖的工具欄中，列出了調(diào)試操作按鈕。如下圖所示。

插件的使用

STM32CubeIDE同樣支持Eclipse插件。

可以通過Help菜單下的“Eclipse Marketplace”，在Eclipse市場(chǎng)中查找并安裝插件；
或者通過Help菜單下的“Install New Software”，從指定的網(wǎng)址安裝插件。

STM32CubeIDE使用例程

下面我們通過一個(gè)LED閃燈的例程，來體驗(yàn)一下使用STM32CubeIDE進(jìn)行軟件開發(fā)的流程。

例程使用NUCLEO-H743ZI開發(fā)板，通過STM32CubeIDE從零開始新建工程。該工程就實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單的功能：板載的LED1以500ms的間隔自動(dòng)翻轉(zhuǎn)。
通過這個(gè)例程，可以了解到以下內(nèi)容：
??新建一個(gè)STM32CubeIDE工程
??對(duì)STM32芯片進(jìn)行配置
??添加用戶代碼并編譯
??設(shè)置調(diào)試參數(shù)
??調(diào)試代碼（查看變量及寄存器）
??設(shè)置斷點(diǎn)

首先，選擇File-->New-->STM32 Project，STM32CubeIDE會(huì)打開MCU選擇窗口。在這個(gè)窗口下，可以選擇某個(gè)型號(hào)的芯片，也可以選擇某個(gè)ST開發(fā)板或者例程。這里我們?cè)谒阉骺蚶镙斎隨TM32H743ZI，就可以直接選擇這個(gè)芯片了，然后點(diǎn)擊Next。

在接下來彈出的窗口中，需要設(shè)置項(xiàng)目的名稱，類型和工程保存的位置。默認(rèn)情況下，新建的工程會(huì)保存在當(dāng)前的workspace中，用戶也可以按下圖所示，取消“Use default location”，然后自定義工程保存的位置。需要注意的是，如果你試圖將兩個(gè)工程放在同一個(gè)路徑下，在后面的創(chuàng)建過程中可能會(huì)報(bào)錯(cuò)。所以你可以在路徑中加上工程名，以區(qū)別不同的工程。

設(shè)置完成后，點(diǎn)擊Finish，STM32CubeIDE將為我們創(chuàng)建一個(gè)工程，并打開芯片的配置界面，這個(gè)界面和STM32CubeMX是一樣的。

期間可能會(huì)彈出將要打開CubeMX配置透視圖的提示，點(diǎn)擊Yes就可以了。

接下來要做的是，在芯片配置界面，按功能需求對(duì)時(shí)鐘，GPIO，外設(shè)，中間件等進(jìn)行配置。在這個(gè)例程中，我們只用到了PB0，作為輸出控制LED1，所以只需要配置它就可以了。時(shí)鐘就使用默認(rèn)配置。

在Pinout視圖下，通過搜索欄，可以在快速在芯片封裝圖上找到要配置的引腳。

選擇該引腳，點(diǎn)擊右鍵，選擇GPIO_Output功能。

然后轉(zhuǎn)到System視圖，點(diǎn)擊GPIO模塊，然后就可以看到剛剛配置的PB0引腳。這個(gè)窗口中，還可以繼續(xù)調(diào)整PB0的其他參數(shù)，比如上/下拉，速度等。還可以為其定義一個(gè)用戶標(biāo)簽LDE1，方便在代碼中進(jìn)行引用。

所有的配置結(jié)束后，選擇Project-->Generate Code重新生成代碼。這時(shí)STM32Cube會(huì)切換到C/C++透視圖，然后可以添加用戶的文件或?qū)δ硞€(gè)C文件進(jìn)行修改。

在這里，我們添加了一段翻轉(zhuǎn)PB0的代碼。這里要注意，所有用戶添加的代碼必須放在“USER CODE BEGIN xxx”和“USER CODE END xxx”這一對(duì)聲明之間。這樣當(dāng)再次重新生成代碼的時(shí)候，才不會(huì)丟失這部分代碼。

代碼添加完成后，點(diǎn)擊“Build”開始編譯。

如果編譯結(jié)束并且沒有任何報(bào)錯(cuò)。就可以點(diǎn)擊Debug，啟動(dòng)調(diào)試。

第一次啟動(dòng)調(diào)試，會(huì)先彈出調(diào)試參數(shù)配置窗口，確認(rèn)好所有的參數(shù)無誤，點(diǎn)擊OK，STM32CubeIDE就會(huì)自動(dòng)從編輯界面切換到調(diào)試界面了。如下圖所示。

在調(diào)試界面下，通過工具欄的操作按鈕，可以進(jìn)行單步調(diào)試。

雙擊某一行代碼最左邊的標(biāo)記欄處，就可以在這行代碼處添加斷點(diǎn)。

右側(cè)打開了多個(gè)調(diào)試窗口，包括：局部變量，斷點(diǎn)，全局變量和寄存器等等。這些窗口可以在Window-->Show View菜單中打開或者關(guān)閉。

相關(guān)資源

1如何查看STM32CubeIDE文檔集

第一次打開STM32CubeIDE時(shí)，首先顯示的是“Information Center”頁面。這個(gè)頁面提供了創(chuàng)建工程的快速通道和使用STM32CubeIDE的文檔入口。用戶不需要在使用STM32CubeIDE之前閱讀所有這些文檔，但可以把這里作為一個(gè)入口，在需要的時(shí)候從這里進(jìn)入去搜索相關(guān)文檔。

2用戶手冊(cè)/應(yīng)用筆記

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