通过STM32F103C8T6的标准库工程点亮LED为例，介绍如何使用vscode搭建STM32工程,实现stlink调试器编译、下载、仿真

烧录例如gd32、air32等国产芯片不可使用stlink，需要更换为 jlink、ulink、daplink等仿真器配置方法参考仿真器概述

准备工作

获取仿真器、芯片配置文件、链接脚本文件、寄存器描述文件、标准外设库等文件。

stlink-dap.cfg

该文件是调试工具的仿真器配置文件，主要用于配置仿真器的接口类型、速度等参数。

获取方法

在OpenOCD安装目录里可找到。

stm32f1x.cfg

该文件是调试工具的目标芯片配置文件，主要用于配置目标芯片的型号、内存映射等参数。

获取方法

在OpenOCD安装目录里可找到。

STM32F103xx_FLASH.ld

该文件是编译器的链接脚本文件，主要用于配置目标芯片的内存布局、入口点等参数。

获取方法一

在STM32CubeMX创建gcc工程里可找到。

获取方法二

在STM32CubeIDE创建gcc工程里可找到。

获取方法三

在stsw-stm32054_v3-6-0.zip解压后的目录里的stm32_flash.ld修改FLASH及RAM大小后得来的。

STM32F103xx.svd

该文件是的寄存器描述文件，主要用于描述目标芯片的寄存器信息，便于在调试时查看寄存器状态。

获取方法一

在STM32CubeIDE创建gcc工程里可找到。

获取方法二

在Keil.STM32F1xx_DFP.2.4.1.pack解压后的目录里可找到。

标准外设库

该文件是ST官方提供的标准外设库，主要用于简化开发过程，提供了对芯片外设的封装和驱动。

获取方法

在stsw-stm32054_v3-6-0.zip解压后的目录里可找到CMSIS及STM32F10x_StdPeriph_Driver。

stm32f10x_conf.h

该文件是标准外设库的配置文件，主要用于配置标准外设库的功能和参数。

获取方法

在stsw-stm32054_v3-6-0.zip解压后的目录里的示例工程里有很多。

创建工程

创建目录结构、复制文件

新建工程目录project,并拖拽所有准备文件到project目录下，最终目录结构如下：

+ project# 工程根目录

stlink-dap.cfg# 仿真器配置文件

stm32f1x.cfg# 目标芯片配置文件

STM32F103xx_FLASH.ld# 链接脚本文件

STM32F103xx.svd# 目标芯片寄存器

stm32f10x_conf.h# 标准外设库配置文件

CMSIS# 架构库目录

…

STM32F10x_StdPeriph_Driver# 标准外设库目录

…

build# 空目录、编译镜像输出

…

添加代码补全和智能提示

c_cpp_properties.json 的核心作用是为 C/C++ 语言服务提供编译环境信息，从而让代码补全、跳转定义、悬停提示、错误检查等功能正常工作。 对编译、仿真、镜像输出、程序下载无影响。

参照以下路径及内容完成添加

project# 工程根目录

stlink-dap.cfg# 仿真器配置文件

stm32f1x.cfg# 目标芯片配置文件

STM32F103xx_FLASH.ld# 链接脚本文件

STM32F103xx.svd# 目标芯片寄存器

stm32f10x_conf.h# 标准外设库配置文件

CMSIS# 架构库目录

…

STM32F10x_StdPeriph_Driver# 标准外设库目录

…

build# 空目录、编译镜像输出

…

.vscode# vscode配置目录

c_cpp_properties.json# C/C++配置文件

.vscode/c_cpp_properties.json

{
    "configurations": [
        {
            "name": "Win32",
            // includePath 实现代码补全和智能提示的头文件搜索路径
            "includePath": [
                "${workspaceFolder}/CMSIS/CM3/CoreSupport",
                "${workspaceFolder}/CMSIS/CM3/DeviceSupport/ST/STM32F10x",
                "${workspaceFolder}/STM32F10x_StdPeriph_Driver/inc",
                "${workspaceFolder}/"

            ],
            // defines 实现代码补全和智能提示的宏定义
            "defines": [
                "_DEBUG",
                "UNICODE",
                "_UNICODE",
                "STM32",
                "STM32F10X_MD",
                "USE_STDPERIPH_DRIVER"
            ],
            "cStandard": "c11",
            "cppStandard": "gnu++14",
            "intelliSenseMode": "windows-gcc-x64",
            "configurationProvider": "ms-vscode.cmake-tools"
        }
    ],
    "version": 4
}

添加main.c

main.c 是汇编里面指定的C语言入口，这里添加了LED闪烁来进行测试。

project# 工程根目录

stlink-dap.cfg# 仿真器配置文件

stm32f1x.cfg# 目标芯片配置文件

STM32F103xx_FLASH.ld# 链接脚本文件

STM32F103xx.svd# 目标芯片寄存器

stm32f10x_conf.h# 标准外设库配置文件

CMSIS# 架构库目录

…

STM32F10x_StdPeriph_Driver# 标准外设库目录

…

build# 编译输出目录

…

.vscode# vscode配置目录

c_cpp_properties.json# C/C++配置文件

main.c# LED点亮示例代码

main.c

#include "stm32f10x_gpio.h"
#include "stm32f10x_rcc.h"

void delay(int32_t cnt)
{
    for (int32_t i = 0; i < cnt; i++)
        for (int32_t j = 0; j < 1000; j++)
            __NOP();
}

int main(void)
{

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE);
    GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_SWJ_JTAGDisable, ENABLE);

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {
        .GPIO_Pin = GPIO_Pin_13,
        .GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP,
        .GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz};

    GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);

    while (1)
    {
        GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
        delay(1000);
        GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);
        delay(1000);
    }
}

添加头文件、源文件路径配置

CMakeLists.txt 是 CMake 构建系统的配置文件，它不是 VS Code 专属文件，而是跨平台的构建系统定义文件。

CMake 指定了包含哪些源文件、头文件、宏定义、编译器参数等配置，生成Makefile供 MinGW使用。

参照以下路径及内容完成添加

project# 工程根目录

stlink-dap.cfg# 仿真器配置文件

stm32f1x.cfg# 目标芯片配置文件

STM32F103xx_FLASH.ld# 链接脚本文件

STM32F103xx.svd# 目标芯片寄存器

stm32f10x_conf.h# 标准外设库配置文件

CMSIS# 架构库目录

…

STM32F10x_StdPeriph_Driver# 标准外设库目录

…

build# 空目录、编译镜像输出

…

.vscode# vscode配置目录

c_cpp_properties.json# C/C++配置文件

main.c# LED点亮示例代码

CMakeLists.txt# CMAKE编译配置文件

CMakeLists.txt

# 设置 CMake 最低支持版本
cmake_minimum_required(VERSION 3.17)

# Cmake 交叉编译配置
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Generic)

# 定义工程名称
project("demo")

# 指定编译工具
set(CMAKE_C_COMPILER "arm-none-eabi-gcc")
set(CMAKE_CXX_COMPILER "arm-none-eabi-g++")
set(CMAKE_ASM_COMPILER "arm-none-eabi-gcc")
set(CMAKE_AR "arm-none-eabi-ar")
set(CMAKE_OBJCOPY "arm-none-eabi-objcopy")
set(CMAKE_OBJDUMP "arm-none-eabi-objdump")
set(CMAKE_SIZE "arm-none-eabi-size")



# 编译相关选项
set(MCU_FLAGS "-mcpu=cortex-m3 -mthumb -mfloat-abi=soft") 
set(CMAKE_C_FLAGS_DEBUG "-g -ggdb -Og")
set(CMAKE_C_FLAGS_RELEASE "-O3")
# set(CMAKE_C_FLAGS "${MCU_FLAGS}  -ffunction-sections -fdata-sections -fno-builtin -fno-common -Wextra -Werror -Wno-unknown-pragmas -Wl,-u,_printf_float") #-w -Wall
set(CMAKE_C_FLAGS "${MCU_FLAGS} -ffunction-sections -fdata-sections -fno-builtin -fno-common ") # -Wall -Wno-unknown-pragmas
set(CMAKE_ASM_FLAGS "${MCU_FLAGS} -x assembler-with-cpp")


if(RELEASE)
    message("build for release!")
    set(CMAKE_BUILD_TYPE "Release")
    add_definitions(-DRELEASE)
else()
    message("build for debug!")
    set(CMAKE_BUILD_TYPE "Debug")
    add_definitions(-DDEBUG)
endif()


# 设置编译器选项
add_definitions(-DUSE_STDPERIPH_DRIVER)
add_definitions(-DSTM32F10X_MD)

# 添加头文件搜索路径
include_directories(
    ${PROJECT_SOURCE_DIR}/CMSIS/CM3/CoreSupport
    ${PROJECT_SOURCE_DIR}/CMSIS/CM3/DeviceSupport/ST/STM32F10x
    ${PROJECT_SOURCE_DIR}/STM32F10x_StdPeriph_Driver/inc
    ${PROJECT_SOURCE_DIR}/
)

# 添加源文件
file(GLOB CMSIS_LIST
    ${PROJECT_SOURCE_DIR}/CMSIS/CM3/CoreSupport/core_cm3.c
    ${PROJECT_SOURCE_DIR}/CMSIS/CM3/DeviceSupport/ST/STM32F10x/system_stm32f10x.c
)
aux_source_directory(${PROJECT_SOURCE_DIR}/STM32F10x_StdPeriph_Driver/src STD_LIST)

# 设置启动文件路径
set(START_UP_ASM ${PROJECT_SOURCE_DIR}/CMSIS/CM3/DeviceSupport/ST/STM32F10x/startup/gcc_ride7/startup_stm32f10x_md.s)


#设置支持 ASM
enable_language(ASM)

#设置启动文件 C 属性
set_property(SOURCE ${START_UP_ASM} PROPERTY LANGUAGE C)

# 设置链接脚本路径
set(LINKER_SCRIPT ${PROJECT_SOURCE_DIR}/STM32F103C8T6.ld)

# 设置链接器选项
set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS " -specs=rdimon.specs --specs=nano.specs -specs=nosys.specs -T${LINKER_SCRIPT} -Wl,-Map=${PROJECT_BINARY_DIR}/${DEVICE_TYPE}.map,--cref -Wl,--gc-sections")

#生成目标文件
add_executable(app.elf main.c ${START_UP_ASM} ${CMSIS_LIST} ${STD_LIST})

#设置可执行文件输出路径
set(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR})

#设置 ELF 转换路径
set(ELF_FILE ${PROJECT_BINARY_DIR}/app.elf)
set(HEX_FILE ${PROJECT_BINARY_DIR}/app.hex)
set(BIN_FILE ${PROJECT_BINARY_DIR}/app.bin)

add_custom_command(TARGET "app.elf" POST_BUILD
COMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} -Obinary ${ELF_FILE} ${BIN_FILE}
COMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} -Oihex ${ELF_FILE} ${HEX_FILE}
COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E copy ${HEX_FILE} "${PROJECT_BINARY_DIR}/bin/${PROJECT_NAME}.hex"
COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E copy ${BIN_FILE} "${PROJECT_BINARY_DIR}/bin/${PROJECT_NAME}.bin"
COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E copy ${ELF_FILE} "${PROJECT_BINARY_DIR}/bin/${PROJECT_NAME}.elf"
COMMAND ${CMAKE_SIZE} --format=berkeley ${ELF_FILE} ${HEX_FILE}
COMMENT "Building ${PROJECT_NAME} (bin, hex, elf) and print size")

添加编译、下载等批处理

tasks.json 是的任务配置文件，用来定义和运行编译、构建、测试等外部命令，对调试仿真无影响。

参照以下路径及内容完成添加

project# 工程根目录

stlink-dap.cfg# 仿真器配置文件

stm32f1x.cfg# 目标芯片配置文件

STM32F103xx_FLASH.ld# 链接脚本文件

STM32F103xx.svd# 目标芯片寄存器

stm32f10x_conf.h# 标准外设库配置文件

CMSIS# 架构库目录

…

STM32F10x_StdPeriph_Driver# 标准外设库目录

…

build# 空目录、编译镜像输出

…

.vscode# vscode配置目录

c_cpp_properties.json# C/C++配置文件

tasks.json# 任务配置文件

main.c# LED点亮示例代码

CMakeLists.txt# CMAKE编译配置文件

.vscode/tasks.json

{
    "version": "2.0.0",
    "options": {
        "cwd": "${workspaceFolder}/build"
    },
    "tasks": [
        {
            // 清理编译输出目录
            "label": "clean",
            "type": "shell",
            "command": "rm * -r",
            "problemMatcher": []
        },
        {
            // 生成编译配置文件
            "label": "cmake",
            "type": "shell",
            "command": "cmake",
            "args": [
                "-G",
                "MinGW Makefiles",
                ".."
            ],
            "dependsOn": [
                "clean" // 生成编译配置文件前先清理编译输出目录
            ],
            "problemMatcher": []
        },
        {
            // 编译生成可执行文件
            "label": "make",
            "type": "shell",            
            "command": "make ",     // 单线程编译
            // "command": "make -j32",  // 多线程编译，指定编译线程数为32
            // "command": "make -j${env:NUMBER_OF_PROCESSORS}", // 多线程编译，指定编译线程数为CPU核心数
            
            // 添加CTRL+SHIFT+B快捷键，执行make任务
            "group": {
                "kind": "build",
                "isDefault": true
            }
        },
        {
            // 重新生成编译配置文件并编译生成可执行文件
            "label": "rebuild",
            "dependsOrder": "sequence",
            "dependsOn": [
                "cmake",    
                "make"
            ],
            "problemMatcher": []
        },
        {
            // 下载可执行文件到目标芯片
            "type": "shell",
            "label": "download",
            "command": "openocd",
            "args": [
                "-f",
                "../stlink-dap.cfg",    // 仿真器配置文件路径
                "-f",
                "../stm32f1x.cfg",    // 目标芯片配置文件路径
                "-c",
                "init",
                "-c",
                "halt",
                "-c",
                "program app.bin 0x8000000",    // 下载可执行文件到目标芯片的起始地址
                "-c",
                "reset",
                "-c",
                "shutdown"
            ],
            "group": "build",
            "dependsOn": "make",
            "problemMatcher": []
        }
    ]
}

添加调试器配置

launch.json 是仿真时的配置文件，指定了调试器型号、目标芯片的型号及寄存器地址描述。

该文件只对仿真有影响，对编译、镜像输出、程序下载无影响。

参照以下路径及内容完成添加

project# 工程根目录

stlink-dap.cfg# 仿真器配置文件

stm32f1x.cfg# 目标芯片配置文件

STM32F103xx_FLASH.ld# 链接脚本文件

STM32F103xx.svd# 目标芯片寄存器

stm32f10x_conf.h# 标准外设库配置文件

CMSIS# 架构库目录

…

STM32F10x_StdPeriph_Driver# 标准外设库目录

…

build# 空目录、编译镜像输出

…

.vscode# vscode配置目录

c_cpp_properties.json# C/C++配置文件

tasks.json# 任务配置文件

launch.json# 调试仿真配置文件

main.c# LED点亮示例代码

CMakeLists.txt# CMAKE编译配置文件

.vscode/launch.json

{
    // 使用 IntelliSense 了解相关属性。 
    // 悬停以查看现有属性的描述。
    // 欲了解更多信息，请访问: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "Cortex Debug STM32",
            "cwd": "${workspaceFolder}",
            "executable": "${workspaceFolder}/build/app.elf",   // 可执行文件路径
            "request": "launch",
            "type": "cortex-debug", // 调试类型
            "runToEntryPoint": "main",  // 运行到入口点
            // "runToEntryPoint": "SystemInit",
            "servertype": "openocd",    // 调试服务器类型
            "configFiles": [
                "${workspaceFolder}/stlink-dap.cfg",    // 仿真器配置文件路径
                "${workspaceFolder}/stm32f1x.cfg",      // 目标芯片配置文件路径
            ],
            // "showDevDebugOutput": "raw", // 显示调试输出
            "svdFile": "${workspaceFolder}/STM32F103xx.svd",  // 寄存器描述文件路径
            "preLaunchTask": "make"
        }
    ]
}

编译、仿真、下载

参考VSCode环境搭建 测试章节

常见问题

core_cm3.c.obj Error 1

错误日志如下：

C:\Users\user\AppData\Local\Temp\cc8pmURd.s: Assembler messages:
C:\Users\user\AppData\Local\Temp\cc8pmURd.s:599: Error: registers may not be the same -- `strexb r0,r0,[r1]'
C:\Users\user\AppData\Local\Temp\cc8pmURd.s:629: Error: registers may not be the same -- `strexh r0,r0,[r1]'
make[2]: *** [CMakeFiles\app.elf.dir\build.make:106: CMakeFiles/app.elf.dir/CMSIS/CM3/CoreSupport/core_cm3.c.obj] Error 1
make[1]: *** [CMakeFiles\Makefile2:86: CMakeFiles/app.elf.dir/all] Error 2
make: *** [Makefile:90: all] Error 2

原因分析：

gcc version 10.3.1 和 旧版 CMSIS 之间的兼容性问题：

GCC 10+ 对寄存器分配更激进，容易将 strexb/strexh 的输入输出分配到同一寄存器

旧版 CMSIS 的内联汇编约束不够严格（缺少 & earlyclobber 修饰符）

CMSIS/CM3/CoreSupport/core_cm3.c

/**
 * @brief  STR Exclusive (8 bit)
 *
 * @param  value  value to store
 * @param  *addr  address pointer
 * @return        successful / failed
 *
 * Exclusive STR command for 8 bit values
 */
uint32_t __STREXB(uint8_t value, uint8_t *addr)
{
   uint32_t result=0;
  
//    __ASM volatile ("strexb %0, %2, [%1]" : "=r" (result) : "r" (addr), "r" (value) );
   __ASM volatile ("strexb %0, %2, [%1]" : "=&r" (result) : "r" (addr), "r" (value) );
   
   return(result);
}

/**
 * @brief  STR Exclusive (16 bit)
 *
 * @param  value  value to store
 * @param  *addr  address pointer
 * @return        successful / failed
 *
 * Exclusive STR command for 16 bit values
 */
uint32_t __STREXH(uint16_t value, uint16_t *addr)
{
   uint32_t result=0;
  
//    __ASM volatile ("strexh %0, %2, [%1]" : "=r" (result) : "r" (addr), "r" (value) );
   __ASM volatile ("strexh %0, %2, [%1]" : "=&r" (result) : "r" (addr), "r" (value) );
   return(result);
}

中文路径

项目目录不能包含中文，会出现引用不到的问题如下：

 *  正在执行任务: cmake -G 'MinGW Makefiles' .. 

-- The C compiler identification is GNU 16.1.0
-- The CXX compiler identification is GNU 16.1.0
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - failed
-- Check for working C compiler: C:/Program Files/mingw64/bin/cc.exe
-- Check for working C compiler: C:/Program Files/mingw64/bin/cc.exe - broken

'rm' 不是内部或外部命令

报错内容如下:

 *  终端将被任务重用，按任意键关闭。 

 *  正在执行任务: rm * -r 

'rm' 不是内部或外部命令，也不是可运行的程序
或批处理文件。

 *  终端进程“C:\Windows\System32\cmd.exe /d /c rm * -r”启动失败(退出代码: 1)。

原因: VSCODE终端适配了pnpm等环境，添加了额外的参数造成冲突。

.vscode/tasks.json

    "command": "rm * -r",
    "command": "cmd /c if exist * (del /f /s /q * >nul 2>&1) else (echo build folder is empty)",

贡献者: yulc