使用Keil进行stm32的程序开发

本章的上一节向读者介绍了Keil MDK的安装流程与在Keil MDK的μVision4集成开发环境下进行stm32工程的建立方法。本节我们就来看看如何使用Keil MDK开发工具进行stm32应用程序的开发。

在此之前有必要向大家介绍几个名词，Keil、MDK、μVision4、RealView、RVCT、JLINK还有RVDS，这些名词分别表示什么，有什么从属关系呢？相信很多读者并没有明确的概念，现在简单的说明一下：

Keil：这个大家应该最为熟悉，Keil其实是一家公司的名字，而这家Keil公司由两家私人公司联合运营，分别是德国慕尼黑的Keil Elektronik GmbH和美国德克萨斯的Keil Software组成。大家很熟悉的keil C51就是从Keil Software手中诞生的。但是在2005年，Keil公司被ARM公司收购。值得一提的是，Keil公司只有区区20多名员工，却仍然做出了伟大的作品。

MDK：MDK全称Microcontroller Develop Kit，意为微控制器开发套件。ARM收购Keil公司的意图在于进军微控制器（也就是我们常说的单片机）领域，MDK就是这种意图下的产物。但我们一般仍称之为Keil MDK而不是ARM MDK，Keil MDK作为一个套件，包含了一系列软件模块。包括Keil公司的IDE 环境”μVision”，ARM公司的编译器RVCT，Flash烧写软件模块等。

μVision4：μVision4是Keil公司的IDE环境”μVision”的第四个版本，从根本上来说μVision4是一个开发环境，并不必须包含编译器、仿真、烧写等模块。比如AVR单片机的一个开发环境WinAVR（又称GCCAVR）就不包含仿真调试器，也不包含烧写模块。

值得一提的是，家喻户晓的Keil C51正是基于μVision2开发环境，所以μVision4的界面和μVision2非常的相似，很有利于广大习惯于μVision2开发环境的开发人员转向使用μVision4进行stm32的开发。

RealView：是ARM公司编译工具的名称。其首字母就是下文提到的RVCT中的’R’。

RVCT：全称为RealView Compilation Tools，意为RealView编译工具。是ARM公司针对自身ARM系列CPU开发的编译工具，其主要由：

●ARM/Thumb汇编器armasm

●连接器armlink

●格式转换工具fromelf

●库管理器armar

●C和C++应用程序库

●工程管理

组成，这些模块都被嵌入到了集成Keilμ Vision4开发环境里（但绝不仅是Keil μVision4）。值得一提的是，ARM公司作为ARM处理器的设计者，其编译工具RVCT的性能与表现是无与伦比的，没有任何一套编译工具能取代其成为首选。

RVDS：全称为RealView Developer Suite，意为RealView开发套件。是ARM公

司为方便用户在ARM芯片上进行应用软件开发而推出的一整套集成开发工具。该套工具包括软件开发套件和硬件仿真工具，是软硬件结合的套件。RVDS的价格十分的高昂，但功能也十分的强大，基本不会在普通企业和个人用户手中出现。

J-Link：J-Link是SEGGER公司为支持仿真ARM内核芯片推出的JTAG仿真器。配合IAR EWAR，ADS，KEIL，WINARM，RealView等集成开发环境支持所有ARM7/ARM9/Cortex内核芯片的仿真，通过RDI接口和各集成开发环境无缝连接，操作方便、连接方便、简单易学，是学习开发ARM最好最实用的开发工具。笔者使用的就是J-Link仿真器，并且推荐各位读者使用J-Link仿真器进行stm32工程的开发。

OK，名词解释完毕，相信各位读者看完之后，以后不会再秉持“我使用Keil编译器……”或者“我正在下载RVDS……”这种看似内行本质外行的言论了^_^。

本书选用Keil μVision4作为本书中工程实例的开发环境，原因在于其软件操作方式简单，功能齐全，有Keil C51开发经历的读者朋友可以很快上手。而且作为ARM公司旗下根正苗红的IDE，相信ARM公司是不会让自家孩子在外边献丑的。

一般情况下，我们会使用IDE做以下事情：

1、编写程序代码。

2、编译程序。

3、烧写程序。

4、调试程序，包括查看变量、内存、寄存器，时间跟踪分析、甚至可以调用虚拟打印

窗和虚拟逻辑分析仪用以显示程序输出。

5、输出需要的文件如Hex、Bin、Lib等……

我们就遵循以上几条思路，来看看我们的Keil μVision4如何实现这些功能。

首先请读者准备好一块至少拥有一个最小系统的stm32硬件环境，J-Link仿真器，然后依照上一节的办法建立一个stm32的工程，建立完毕后请将如下代码作为main.c文件的内容：

———————————————————————————————————————

#include \"stm32f10x_lib.h\"

u32 Stm32IdHigh = 0;

u32 Stm32IdMed = 0;

u32 Stm32IdLow = 0;

void RccInitialisation(void);

int main(void)

{

RccInitialisation();

Stm32IdLow = *((u32*)0x1FFFF7E8);

Stm32IdMed = *((u32*)0x1FFFF7EC);

Stm32IdHigh = *((u32*)0x1FFFF7F0);

while(1);

}

void RccInitialisation(void)

{

ErrorStatus HSEStartUpStatus;

RCC_DeInit();

RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)

{

RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);

RCC_PLLCmd(ENABLE);

while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);

RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);

}

}

———————————————————————————————————————

键入如上代码完成后按下ctrl + S进行保存。然后我们来看看在开始代码编译调试之前需要进行哪些设置工作。

1、右键点击project区工程组中的顶部”MyFirstJob “，在弹出的右键菜单中选择”Option for Target ‘MyFirstJob’……”项，弹出设置窗口，如下图所示：

在弹出的设置窗口Option for Target ‘MyFirstJob’中，请读者执行如下操作：

（1）切换到Debug标签，选择Use：Cortex M/R J-LINK/J-Trace，勾选Load Application

at Startup，Run to main()等，如下图所示：

（2） 切换到Utilities标签，选择Use Target Driver For Flash Programming，并选择

Cortex M/R

J-LINK/J-Trace，点击Settings，在弹出的窗口中点击Add按钮，根据读者自身的stm32

型号做出如下选择：

●如果使用的是stm32f103x4或stm32f103x6系列，则请选择STM32F10X Low-density

Flash；

●如果使用的是stm32f103x8或stm32f103xb系列，则请选择STM32F10X Med-density

Flash；

●如果使用的是stm32f103xc、stm32f103xd或stm32f103xe系列，则请选择

STM32F10X High-density Flash；

这里的High、Med、Low分别对应了stm32中各种型号中的大、中、小容量Flash型号。笔者使用的是stm32f103rbt6，所以应该选择STM32F10X Med-density Flash。如下图

所示：

选定后依次点击Add——OK，完成Option for Target ‘MyFirstJob’的设置。

2、按下F7进行编译，无错误和警告提示。

3、在连接好硬件之后（包括J-link驱动的安装）按下ctrl + F5进入实时仿真状态，还需提及的是，ctrl + F5操作不仅仅表示进入了仿真调试状态，而且还把程序真正的烧写进了

STM32的FLASH空间里。

4、可以看到进入仿真状态的Keil μVision4在界面上多了不少变化：

 * 多出调试工具栏：其中上面分别有Reset（复位）、Run（全速运行）、Step（单步进入函数内部）、Step Over（单步越过函数）、Step Out（单步跳出函数）等图标；

 * 多出一个汇编跟踪窗口；

 * 多出一个命令提示窗口；

如下图所示：

当然这些窗口可以根据需要随时关闭或开启。

5、很值得说一下Reset（复位）、Run（全速运行）、Step（单步进入函数内部）、Step Over

（单步越过函数）、Step Out（单步跳出函数）这几个按钮的作用：

Reset：复位按钮，其作用是让程序回到程序的起始处开始执行，注意这相当于一次软复位，

而不是硬件复位；

Run：全速运行按钮，其作用是使程序全速运行；

Step：单步进入函数内部按钮，如果当前语句是一个函数调用（任何形式的调用），则按下

此按钮进入该函数，但只运行一句C代码；

Step Over：单步越过，无论当前是任何功能的语句，按下此按钮后都会执行至下一条语

句；

Step Out：单步跳出函数，如果当前处于某函数内部，则按下此按钮则运行至该函数退出

后的第一条语句；

此外经常用到的还有两个按钮：“Start/Stop Debug Session”、“Insert/Remove Breakpoint”，分别是“开启/关闭调试模式”和“插入/解除断点”，分别对应快捷键Ctrl

+ F5和F9。

最后笔者建议读者应该尽快熟悉这些调试工具按钮所对应的快捷键，如全速运行Run按钮对应F5按键，单步运行Step对应F10按键等。熟悉使用这些快捷键一定能极大地提高调

试程序的效率。

6、首先请读者是光标停留在程序中“while(1);”一句所在行，按下F9设置断点，并随即按下F5执行全速运行。很快可以看到程序停在了while(1);一行，如下图所示。因为程序

很短小，对于72MHz主频的STM32来说，花费的时间只有几个us。

7、解释一下该程序的作用，首先在程序顶部进行三个外部变量Stm32IdHigh、Stm32IdMed、Stm32IdLow的定义。随后调用RccInitialisation()函数对STM32的时钟进行配置。然后读出STM32整个存储空间中起始地址为0x1FFFF7E8、0x1FFFF7EC、0x1FFFF7F0的数据，分别保存在三个外部变量中。事实上，这三个地址所存放的是STM32本身所自带的全球唯一身份识别码（ID）。每一片STM32都拥有与任何其他一片任何型号

的STM32器件不同的ID码，这对数据加密有重要意义。

8、如何查看变量的值呢？有两种办法，一是将光标置于该变量上，大约1秒钟之后该变

量的值会在光标附近浮现。这种方法经常使用在仅仅查看单个变量的值的情形中。第二种办法是使用μVision4的Watch窗口，操作流程如下：依次点击View —— Watch Windows —— Watch 1 / Watch 2，此时会根据选择出现Watch 1或Watch 2窗口。随后使用光标拖选想要查看的变量并拖放到该Watch中即可查看到该变量的当前值。将三

个变量都添加进Watch 1窗口之后，界面如下所示：

可以看到这三个变量的值分别为Stm32IdHigh = 0x、Stm32IdMed = 0x、Stm32IdLow

= 0x066Bff52。

9、我们都知道，变量一定是存放在STM32内部的存储空间中（无论是FLASH空间还是RAM空间），那理所当然的这些存储空间应该也是可以查看的。操作流程如下：依次点击View —— Memory Windows —— Memory 1 / Memory 2 / Memory 3 / Memory 4，此时根据选择出现Memory窗口。在该Memory窗口中填入所要查看的存储地址（此处填入0x1FFFF7E8，注意前面的0x不能省略），按下回车键后Memory窗口的内容发生

跳转，如下图所示：

我们可以看到，从0x1FFFF7E8地址处开始的数据分配情况如下：

0x1FFFF7E8：52 FF 6B 06

0x1FFFF7EC：48 82 50 51

0x1FFFF7F0：43 37 20 87

… …

在第8点的时候我们列出了Stm32IdHigh、Stm32IdMed、Stm32IdLow三个变量的值分别为Stm32IdLow = 0x066Bff52、Stm32IdMed = 0x、Stm32IdHigh = 0x。细心的

读者可以发现存储区空间的数据和这三个变量有这“一样”却有“不一样”的地方。一样在于数据的大小是一致吻合的，不一样在于数据的排列顺序却颠倒了。这就是所谓的小端格式：低地址中存放的是字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节。（注意

Memory窗口中，地址是从左往右，从上往下递增的）

10、此外μVision4开发环境中较为经常用到的功能还有文件查找（Find in Files）、分析仪（Analysis Window）、寄存器组（Register Window）等。这些功能模块可以在菜单

栏里面轻易地找到并启用。

以上就是使用Keil MDK开发工具进行STM32开发应用的所必须的基本操作，读者要在接触Keil MDK的早期熟悉软件的基本使用方法，并在此基础上逐步探索Keil MDK的一

些高级功能，特别是一系列快捷键的使用，对日后进行程序开发必定大有裨益。