搭建 Makefile+OpenOCD+CMSIS

编程入门行业动态更新时间:2024-10-26 21:18:43

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搭建 Makefile+OpenOCD+CMSIS

STM32F407-GCC-Template

Arm-none-eabi-gcc + Makefile+OpenOCD+CMSIS-DAP+Vscode工程模板

一、本次环境搭建所用的软硬件

1）Windows or Linux (本文以Windows为主)

2）JLink、Daplink、Wch-Link烧录器

3）GNU Arm Embedded Toolchain交叉编译器

4）Mingw-w64 GCC for Windows 64

5）Debug 调试工具 openocd

6）Visual Studio Code

二、软件安装配置

GNU Arm Embedded Toolchain交叉编译器

进入arm开发者官网，往下滑动选择下载解压可用的ZIP压缩包文件

下载链接： Downloads | GNU Arm Embedded Toolchain Downloads – Arm Developer

将下载好的压缩包文件解压在gcc-arm-none-eabi”文件夹中，并记住文件内“bin”文件的路径，后续需添加到系统环境变量Path中。

添加完环境变量后，进行测试，检测是否安装好。

安装Mingw-w64 GCC

点击链接进入到SourceForge官网，往下翻可以找到很多版本的下载链接，选择红色框内型号即可，不同前后缀的具体差异请参考:

MinGW gcc下载链接及sjlj、dwarf、seh异同以及gcc安装_AMDDMA的博客-CSDN博客_seh和sjlj

下载链接：

MinGW-w64 - for 32 and 64 bit Windows - Browse Files at SourceForge

同样，将下载好的文件解压到“gcc-arm-none-eabi”文件夹下，记住目录下的“bin”文件路径

进入“bin”文件内找到“mingw32-make”应用程序文件，复制一份并重命名为“make”。这么做有利于在命令行执行make指令，而不是输入mingw32-make。

添加完环境变量后，进行测试，检测是否安装好。

3. 安装调试软件Download pre-built OpenOCD for Windows

默认安装Vscode,安装过程比较简单，参考其他文章。有了以上三个软件的支持，已经可以在VScode中编译并生成bin文件和hex文件了，但众所周知，程序员最大的工作是Debug，那就免不了需要一款调试软件了。

Debug常用的硬件有STLink、JLink，WCH-Link,DapLink.

Download pre-built OpenOCD for Windows下载链接：OpenOCD for Windows

同样将下载好的压缩包解压至“OpenOCD-20231002-0.12.0”，记住文件内“bin”文件的路径。

添加完环境变量后，进行测试，检测是否安装好。

综上所述，基本的软件环境已经配置好。

三、STM32-GCC-Template工程配置

工程结构

STM32-GCC-Template 使用的标准固件库开发，当然你可以使用HAL开发(这个不重要，有库就行了)

   - ApplicationApplication/incApplication/src- BspLibrariesBspLibraries/incBspLibraries/src- FwlibLibrariesFwlibLibraries/CMSIS/IncludeFwlibLibraries/incFwlibLibraries/src- KernelKernel/incKernel/src- SystemLibrariesSystemLibraries/incSystemLibraries/src- Build//编译过程输出文件- toolstools/startup_stm32f407xx.stools/STM32F407ZGTx_FLASH.ld- MakefileMakefile脚本文件，重点，构建全流程脚本//OpenOCD 调试下载配置文件cmsis-dap.cfg  stm32f4x.cfg

Makefile文件编写(重点)

   Author = dele####################################### target 构建目标###################################### TARGET = stm32f407-gcc-template  ####################################### building variables####################################### debug build?DEBUG = 1# optimizationOPT = -Og######################################## paths######################################## source path# firmware library pathPERIFLIB_PATH = # Build pathBUILD_DIR = Build####################################### source #   ####################################### 修改1 C源文件添加 参加文件工程，按照下面格式添加所有的c文件# C sourcesC_SOURCES =  \Kernel/src/stm32f4xx_it.c \Kernel/src/system_stm32f4xx.c \FwlibLibraries/src/misc.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_adc.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_can.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_crc.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_cryp_aes.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_cryp.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_cryp_des.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_cryp_tdes.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_dac.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_dbgmcu.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_dcmi.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_dma2d.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_dma.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_exti.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_flash.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_flash_ramfunc.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_gpio.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_hash.c\FwlibLibraries/src/stm32f4xx_hash_md5.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_hash_sha1.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_i2c.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_iwdg.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_ltdc.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_pwr.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_rcc.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_rng.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_rtc.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_sai.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_sdio.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_spi.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_syscfg.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_tim.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_usart.c \FwlibLibraries/src/stm32f4xx_wwdg.c  \BspLibraries/src/key.c \BspLibraries/src/led.c \SystemLibraries/src/delay.c \SystemLibraries/src/usart.c \SystemLibraries/src/sys.c \SystemLibraries/src/timer.c \Application/src/main.c \# ASM sources# 修改2 汇编启动源文件添加 ASM_SOURCES =  \tools/startup_stm32f407xx.s######################################## binaries######################################## 修改3 gcc-arm-none-eabi工具链地址PREFIX = arm-none-eabi-GCC_PATH = /SoftwareApplication/gcc-arm-none-eabi/binifdef GCC_PATHCC = $(GCC_PATH)/$(PREFIX)gccAS = $(GCC_PATH)/$(PREFIX)gcc -x assembler-with-cppCP = $(GCC_PATH)/$(PREFIX)objcopySZ = $(GCC_PATH)/$(PREFIX)sizeelseCC = $(PREFIX)gccAS = $(PREFIX)gcc -x assembler-with-cppCP = $(PREFIX)objcopySZ = $(PREFIX)sizeendifHEX = $(CP) -O ihexBIN = $(CP) -O binary -S######################################## CFLAGS######################################## cpu 架构CPU = -mcpu=cortex-m4# fpuFPU = -mfpu=fpv4-sp-d16# float-abiFLOAT-ABI = -mfloat-abi=hard# mcuMCU = $(CPU) -mthumb $(FPU) $(FLOAT-ABI)# macros for gcc# AS definesAS_DEFS = # C defines# 修改4 全局宏定义 -DXXX C_DEFS =  \-DSTM32F40_41xxx \-DUSE_STDPERIPH_DRIVER\# AS includesAS_INCLUDES = # C includes# 修改5 H源文件添加 参加文件工程，按照下面格式添加所有的文件夹C_INCLUDES =\-I Kernel/inc        	 \-I FwlibLibraries/inc    \-I FwlibLibraries/CMSIS/Include \-I BspLibraries/inc      \-I SystemLibraries/inc   \-I Application/inc		 \# compile gcc flagsASFLAGS = $(MCU) $(AS_DEFS) $(AS_INCLUDES) $(OPT) -Wall -fdata-sections -ffunction-sectionsCFLAGS = $(MCU) $(C_DEFS) $(C_INCLUDES) $(OPT) -Wall -fdata-sections -ffunction-sectionsifeq ($(DEBUG), 1)CFLAGS += -g -gdwarf-2endif# Generate dependency informationCFLAGS += -MMD -MP -MF"$(@:%.o=%.d)" -MT"$(@:%.o=%.d)"######################################## LDFLAGS######################################## link script# 修改6 link script 链接脚本文件添加  链接脚本如何获取看参考stm32cubemx官方工程LDSCRIPT = \tools/STM32F407ZGTx_FLASH.ld# librariesLIBS = -lc -lm -lnosys LIBDIR = LDFLAGS = $(MCU) -specs=nano.specs -T$(LDSCRIPT) $(LIBDIR) $(LIBS) -Wl,-Map=$(BUILD_DIR)/$(TARGET).map,--cref -Wl,--gc-sections# default action: build allall: $(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf $(BUILD_DIR)/$(TARGET).hex $(BUILD_DIR)/$(TARGET).bin######################################## build the application######################################## list of objectsOBJECTS = $(addprefix $(BUILD_DIR)/,$(notdir $(C_SOURCES:.c=.o)))vpath %.c $(sort $(dir $(C_SOURCES)))# list of ASM program objectsOBJECTS += $(addprefix $(BUILD_DIR)/,$(notdir $(ASM_SOURCES:.s=.o)))vpath %.s $(sort $(dir $(ASM_SOURCES)))$(BUILD_DIR)/%.o: %.c Makefile | $(BUILD_DIR) @echo "[CC]    $<"@$(CC) -c $(CFLAGS) -Wa,-a,-ad,-alms=$(BUILD_DIR)/$(notdir $(<:.c=.lst)) $< -o $@$(BUILD_DIR)/%.o: %.s Makefile | $(BUILD_DIR)@echo "[AS]    $<"@$(AS) -c $(CFLAGS) $< -o $@$(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf: $(OBJECTS) Makefile@echo "[HEX]   $< -> $@"@$(CC) $(OBJECTS) $(LDFLAGS) -o $@@$(SZ) $@$(BUILD_DIR)/%.hex: $(BUILD_DIR)/%.elf | $(BUILD_DIR)@echo "[HEX]   $< -> $@"@$(HEX) $< $@$(BUILD_DIR)/%.bin: $(BUILD_DIR)/%.elf | $(BUILD_DIR)@echo "[BIN]   $< -> $@"@$(BIN) $< $@	$(BUILD_DIR):@mkdir $@		######################################## clean up####################################### # make clean  清除编译中间文件# Windows环境不支持 rm 因此写成 -del # Linux环境 clean:-del /q  $(BUILD_DIR)# Openocd 调试下载工具 # 修改7  cmsis-dap.cfg -f stm32f4x.cfg# 配置文件 修改成为自己使用的工具和芯片文件 如 stlink.cfg jlink.cfg stm32f1xx.cfgflash:openocd -f cmsis-dap.cfg -f stm32f4x.cfg -c init -c halt -c "program $(BUILD_DIR)/$(TARGET).bin 0x8000000" -c reset -c shutdown######################################## dependencies#######################################-include $(wildcard $(BUILD_DIR)/*.d)# *** EOF ***

四、STM32-工程测试

make 构建工程
make flash

接上串口线，打开串口软件，查看终端输出情况（如果是从MDK-Keil工程移植过来，printf应该是不支持的，因此终端没有输出，需要修改相关代码，后面写修改文件）（图片中的情况是修改之后的效果）

 ![在这里插入图片描述](.png#pic_center)

make clean

清除工程，修改main.c代码,重新构建代码

注意修改的部分（仅我的工程，不代表全部）

（1）usart.c printf重定向问题

//重定向c库函数printf到串口，重定向后可使用printf函数
// int fputc(int ch, FILE *f)
// {
//     /* 发送一个字节数据到串口 */
//     USART_SendData(DEBUG_USART, (uint8_t) ch);//     /* 等待发送完毕 */
//     while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USART, USART_FLAG_TXE) == RESET);//     return (ch);
// }
int _write (int fd, char *pBuffer, int size)
{for (int i = 0; i < size; i++){while((USART1->SR&0X40)==0);//等待上一次串口数据发送完成USART1->DR = (uint8_t) pBuffer[i];       //写DR,串口1将发送数据}return size;
}

（2）sys.c 汇编代码（注意，由于工程来源于正点原子的工程修改，可能与其他工程模板不一样，非不要）

//THUMB指令不支持汇编内联
//采用如下方法实现执行汇编指令WFI  
__asm void WFI_SET(void)
{WFI;		  
}
//关闭所有中断(但是不包括fault和NMI中断)
__asm void INTX_DISABLE(void)
{CPSID   IBX      LR	  
}
//开启所有中断
__asm void INTX_ENABLE(void)
{CPSIE   IBX      LR  
}
//设置栈顶地址
//addr:栈顶地址
__asm void MSR_MSP(u32 addr) 
{MSR MSP, r0 			//set Main Stack valueBX r14
}

修改后

//THUMB指令不支持汇编内联
//采用如下方法实现执行汇编指令WFI  
void WFI_SET(void)
{__ASM volatile("WFI");		  
}
//关闭所有中断(但是不包括fault和NMI中断)
void INTX_DISABLE(void)
{__ASM volatile("CPSID   I");__ASM volatile("BX      LR");}
//开启所有中断
void INTX_ENABLE(void)
{__ASM volatile("CPSIE   I");__ASM volatile("BX      LR");
}
//设置栈顶地址
//addr:栈顶地址
void MSR_MSP(u32 addr)
{__ASM volatile("MSR MSP, r0"); __ASM volatile("BX r14");
}