STM32F103如何搭建开发环境？

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陈芳

2021-11-26 11:14:16

STM32F103介绍

STM32F系列是意法半导体（ST）公司的32位ARM微控制器，内核采用Cortex-M3，其它方面的说明可以查阅相关资料。
STM32F103C8T6最小系统板

这里用的是笔者购买的两款STM32F103C8T6的最小系统板，如下图：

两款最小系统板很相似，左侧都是JLink插口，晶振频率均为8MHz，右侧布置有供电接口、复位按键、启动方式选择跳帽（图中绿色和红色的小东西，下载程序用），并且把引脚在周围引出。黑色的板子把OLED接口留了出来并且右侧多设置了一个按键，蓝色的板子则是给出了串口等接口。
STM32F103C8T6命名说明

[tr]符号说明[/tr]

STM32	ST公司采用ARM Cortex-M3内核的32位微控制器
F	芯片子系列
103	增强型系列
C	引脚数，T:36，C:48，R:64，V:100，Z:144，I:176
8	内部Flash容量（单位：字节），6:32K，8:64K，B:128K，C:256K，D:384K，E:512K，G:1M
T	芯片封装，H:BGA，T:LQFP，U:VFQFPN
6	工作温度，6: -40 ~ 85℃，7: -40 ~ 105℃

因此STM32F103C8T6即代表ST公司采用ARM Cortex-M3内核的增强型32位微处理器，引脚数为48，内部Flash容量为64KBytes，芯片封装为LQFP，正常工作温度为-40 ~ 85℃。
说明：Flash容量16 ~ 32K为小容量，64 ~ 128K为中等容量，256 ~ 512K为大容量。
开发环境搭建

这里使用Keil uVision5，具体安装就略过了（嘿嘿）。
安装完成后打开软件，是这样滴：

但是Keil uVision5并不带有STM32F103的软件包（Software Packs），因此需要在安装结束后再安装Keil.STM32F1xx_DFP.2.1.0.pack软件包（这个网上搜一搜应该能找得到，或者私信我给你发也行），直接双击安装就行，安装完成后再重新打开Keil uVision5就完成了。
建立第一个工程

STM32可以直接控制寄存器进行程序开发，但要求对芯片的寄存器掌握熟悉，并且开发速度会比较慢，但优点是运行效率更高；对于刚入门或者为了开发方便的同志们来说，采用库开发相对更舒服一些，并且可以在程序定型后再将库开发的版本转换成寄存器版本。在这里将使用官方库进行开发。
获取官方库

使用库开发让人放心的一点就是，这个库是意法半导体（ST）公司官方给出的，并且Free（嘿嘿）。
打开ST官网，找到产品->微控制器->STM32主流MCU

然后找到工具与软件->嵌入式软件->MCU及MPU嵌入式软件->STM32 Standard Peripheral Libraries

因为选用的是STM32F10x系列，所以根据描述和支持器件的说明，往下拉找到STSW-STM32054，点击打开，再点击Open software page

下拉找到获取软件，注册或者登录ST官网就可以下载官方库了。

下载得到的官方库解压：

编写程序时主要用到其中的Libraries文件夹。stm32f10x_stdperiph_lib_um.chm是帮助文档，对后续开发十分有帮助，可以方便的查阅数据结构、函数说明等。

建立工程

推荐单独建立一个工程文件夹用于存放所有程序，并在此文件夹下新建0-Template文件夹用于保存工程模板，以后只需要复制工程模板就可以进行下一个程序的编写，而无需再次配置工程。
下面的关键步骤会进行标记，其它文字为说明性文字。

在0-Template文件夹下新建如下三个文件夹：CMSIS、FWLIB、USER：

其中CMSIS与官方库文件夹名称一致，为Cortex Microcontroller Software Interface Standard的缩写；FWLIB为Firmware Library即固件库缩写，存放STM32各类外设函数；USER存放用户编写的程序文件。文件夹命名并无要求，看个人习惯。
复制库文件
复制完成后，各个文件夹中如图：
- 将STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0LibrariesCMSISCM3CoreSupport下的：
  core_cm3.c、core_cm3.h复制到CMSIS文件夹中；
- 将STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0LibrariesCMSISCM3DeviceSupportSTSTM32F10x下的：
  startup文件夹、stm32f10x.h、system_stm32f10x.c、system_stm32f10x.h复制到CMSIS文件夹中；
- 将STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0LibrariesSTM32F10x_StdPeriph_Driver下的：
  inc文件夹、src文件夹复制到FWLIB文件夹中；
- 将STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0ProjectSTM32F10x_StdPeriph_Template下的：
  main.c、stm32f10x_conf.h、stm32f10x_it.c、stm32f10x_it.h复制到USER文件夹中。
打开Keil uVision5，点击Project->new uVision Project，浏览到0-Template文件夹，输入工程名称，这里取Template，保存：
将会弹出设备选择框，如果没有安装Keil.STM32F1xx_DFP.2.1.0.pack软件包则不会显示STM32F1 Series，需要安装软件包后再重新打开Keil uVision5建立工程，这里选择STM32F103C8，点击OK：

将会弹出环境设置选框，直接点击右上角关闭即可：

至此，新工程已经建立好，下面进行配置
首先设置各个文件夹及文件，在Target 1上右击选择Manager Project items或者直接点击图标
在弹出的对话框里进行设置，将Project Targets修改为Template，在Groups中新建STARTUP、USER、CMSIS、FWLIB四个文件夹，完成后先不关闭，还要添加库文件，如图所示：
添加库文件，选中一个文件夹，点击Add Files：
- 在STARTUP中添加CMSISstartuparm startup_stm32f10x_hd.s（注意选择文件类型），点击Add添加后再点击Close关闭，如图所示：
- 同理在USER中添加USER main.c、stm32f10x_it.c；
- 在CMSIS中添加CMSIS core_cm3.c、system_stm32f10x.c；
- 在FWLIB中添加FWLIBsrc中所有.c文件。
添加完成后点击OK，左侧工程文件树状图如图：
然后对工程进行设置，在Template上右击选择Options for Target ‘Template’ 或者直接点击图标：
在弹出的对话框中：
- Target选项卡中设置晶振频率为8MHz（与最小系统板晶振频率一致）：
- Output选项卡中勾选Create HEX File，即生成下载用的.hex程序文件：
- C/C++ 选项卡中Define添加USE_STDPERIPH_DRIVER，Include Paths中添加路径：.CMSIS;.FWLIBinc;.USER：
然后打开main.c文件，删除原有内容，添加代码：

#include "stm32f10x.h"int main(void){ while(1);}

即完成了模板工程的建立，可以进行编译，结果如下：

没有报错的话（0 Error(s), 0 Warning(s) ）就说明工程建立好啦(～￣▽￣)～
下面用程序测试一下

通过威廉希尔官方网站原理图可知，蓝色最小系统板上LED对应控制管脚为PB8，也就是GPIOB的8引脚，且当引脚输出低电平时，LED亮：

在main.c中输入下列代码：
#include "stm32f10x.h"int main(void){ GPIO_InitTypeDef GPIOInitStruct; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); GPIOInitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8; GPIOInitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIOInitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIOInitStruct); GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_8); while(1);}