使用STM32CubeMX + Visual Studio Code + OpenOCD + PlatformIO搭建一个现代化且跨平台的STM32开发环境

前言

其实这套工具链（除开STM32CubeMX）不仅STM32能用，还能给8051，ESP32，Arduino等芯片使用，只要你所使用的烧录工具以及芯片本身被PlatformIO支持。

在本文介绍的这套工具链中，Visual Studio Code为文本编辑器，gcc-arm-none-eabi为编译器，STM32CubeMX用于创建基础代码，而PlatformIO则将上述内容组合到一起，形成了一个强大的IDE。

为什么要抛弃Keli与MDK

抛弃这些老旧的IDE的理由很多，对于初学者而言，这些IDE通常没有如代码补全之类的现代IDE的基本功能，UI也异常老土；对于大多团队，MDK等老旧IDE通常仅有Windows版本，就大多数情况而言，统一开发平台往往比较困难，甚至有部分团队因为各种各样的原因不得不在Linux平台上进行开发；而对于嵌入式领域从业者而言，该类IDE通常为专有软件，使用其进行嵌入式开发，必须遵守相关的协议，具体内容包括但不限于软件付费，编译器限制代码行数等。

其次，STM32CubeMX以及HAL库的出现向老旧的生产方式发起了挑战，使用STM32CubeMX以及HAL库，我们可以很轻松地生成STM32 MCU的初始化代码以及工程，而不需要深入了解ARM架构中海量的寄存器以及芯片内部各种晦涩难懂的电路。

尽管这种不需深入理解硬件便直接“浮沙筑高台”的开发方式以及HAL库本身的代码质量一直饱受诟病，但不得不承认，此乃大势所趋。

但是STM32CubeMX只是一个项目生成工具，HAL也仅仅只是一个代码库，我们还需要一个代码编辑器。

Visual Studio Code是微软牵头的一个半开源软件（其开源项目名为vscodium，Visual Studio Code是微软构建的发行版，两者关系类似于AOSP和Android），该软件基于Electron框架构建，定位为代码编辑器，但得益于其强大的扩展能力以及社区生态（当然还有微软的钱），打满插件的Visual Studio Code可以摇身一变，成为21世纪最好用的IDE。

但其实，对于我们的需求，只需要打一个PlatformIO IDE插件就足够了。

PlatformIO是一个开源项目，其的本体是一个Python脚本，它是一个集成工具，提供了对各种嵌入式平台的一键部署和调试，以及代码补全功能。PlatformIO的开发者为该项目编写了相应的Visual Studio Code插件，以使该套系统能集成在Visual Studio Code上，形成一个强大的嵌入式IDE。

工具链介绍

STM32CubeMX

STM32CubeMX是一种图形工具，通过分步过程可以非常轻松地配置STM32微控制器和微处理器，以及为Arm® Cortex®-M内核或面向Arm® Cortex®-A内核的特定Linux®设备树生成相应的初始化C代码。

这是STM32的东家ST公司开发并推出的一款用于配置STM32工程的图形化软件，基于Java构建，提供了对于初始化代码，GPIO，分频，调试，甚至是实时操作系统的一键部署以及图形化配置功能，极大简化了基于ARM架构的STM32芯片原本复杂的配置过程。

在我们的工具链中，STM32CubeMX主要负责生成基础的，让硬件至少能运行的代码。

Visual Studio Code

VSCode是微软推出的一款半开源的代码编辑器，基于Javascript的Electron框架构建，拥有庞大的社区生态以及无与伦比的可扩展性，通过第三方插件，Visual Studio Code能被轻易配置为多种语言的类IDE环境，甚至有部分新兴编程语言直接将VSCode指定为官方开发工具。

在我们的工具链中，VSCode主要作为代码编辑器，以及整套系统的框架。

OpenOCD

OpenOCD（Open On-Chip Debugger），即开源片上调试器，是一个命令行工具，一个诞生于2005年的嵌入式设备调试，编程工具。OpenOCD需要一个仿真器（一个通常使用USB接口的硬件设备，是能够提供调试目标的电信号的小型硬件单元）才能运作，这个仿真器可以是JLink，也可以是STLink，只要开发板兼容相应的协议。

在我们的工具链中，OpenOCD负责与仿真器合作建立其从主机到开发板的连接，在此基础上进行程序烧录和调试。

gcc-arm-none-eabi

gcc-arm-none-eabi是GNU项目的GCC项目的一部分。（此处GCC指GNU‘s Compiler Collection，GNU项目的编译器集），是一个交叉编译器，用于在Windows，Linux等平台上为ARM架构的嵌入式环境编译软件。

在我们的工具链中，gcc-arm-none-eabi作为编译器。

实际上，你不需要自行下载以及配置它，该过程会由PlatformIO自动完成。

PlatformIO IDE插件

PlatformIO IDE插件是Platform项目的组成部分之一，是VSCode的一款插件，提供了嵌入式工程的一键式环境部署以及编译，调试功能。PlaformIO就像是一瓶胶水，将原本零零散散的各个模块粘连形成了一个整体。

在我们的工具链中，PlatformIO插件为VSCode补充了功能，使其变成一个强大的跨平台嵌入式IDE。

STLink（仿真器硬件）

STLink是由ST公司推出的一款在线调试编程器，支持JTAG和SWD协议，以及用于STM8系列MCU的SWIM协议。几乎是国内嵌入式工程师人手一个的必备品。

实际上，你也可以使用其他的仿真器，比如JLink，只要开发板和OpenOCD都兼容其协议。

在我们的工具链中，仿真器负责辅助OpenOCD运作，建立从主机到开发板的通信。

配置流程（Windows）

下载并安装软件

1. STM32CubeMX

   ST公司的官网提供了该软件的下载页面：STM32CubeMX - STM32Cube初始化代码生成器 - STMicroelectronics

   不过你需要注册一个账号才能下载，建议使用临时邮箱，因为ST会朝你的邮箱里不断地赛广告。

2. Visual Studio Code

   微软的官网提供了该软件的下载页面：Download Visual Studio Code - Mac, Linux, Windows

3. Python

   由于PlatformIO IDE插件基于Python构建，你需要安装一个Python以运行PlatformIO。

   Python官网的下载页：Download Python | Python.org

   或者，如果你的C盘足够大，可以在微软商店里搜索并安装Python。

4. OpenOCD

   OpenOCD在Github上有一个镜像仓库，这是它的Release页：Releases · openocd-org/openocd (github.com)

   此处提供了基于mingw32构建的Windows版本（32位），解压后需配置环境变量（path项）。

为VSCode安装PlatformIO IDE插件

直接在VSCode的插件商店中搜索PlatformIO IDE即可，图标为一个蚂蚁头。

配置流程（Linux）

你都会用Linux了，这些还要我教你？