怎样使用Keil MDK5进行stm32f401cc的开发和编译呢

Windows下使用Keil MDK5进行stm32f401cc的开发和编译, 配合ST-LINK工具进行烧录, 使用原生非HAL的方式.
  硬件

  STM32F4系列基于Cortex M4内核, 于2011年发布, 上市已经十年了. 相对于基于Cortex M3的产品, STM32F4最大的优势是新增了硬件FPU单元以及DSP指令, 同时主频也提高到了168Mhz(可获得210DMIPS的处理能力), 这使得STM32F4适用于需要浮点运算或DSP处理的应用.
  STM32F4相对于STM32F1，主要优势如下
  

• 采用Cortex M4内核, 带FPU和DSP指令集, 而STM32F1采用的是Cortex M3内核, 不带FPU和DSP指令集
  
• 更多的资源, STM32F4有 192KB 片内SRAM, 带摄像头接口(DCMI), 加密处理器(CRYP), USB高速OTG, 真随机数发生器, OTP存储器等
  
• 增强的外设功能. 对于相同的外设部分, STM32F4具有更快的模数转换速度、更低的ADC/DAC工作电压, 32位定时器, 带日历功能的实时时钟(RTC), IO复用功能大大增强, 4K字节的电池备份SRAM以及更快的USART和SPI通信速度
  
• 更高的性能. STM32F4最高运行频率可达168Mhz, 而STM32F1只能到72Mhz, STM32F4拥有ART自适应实时加速器, 可以达到相当于FLASH零等待周期的性能, STM32F1则需要等待周期, STM32F4的FSMC采用32位多重AHB总线矩阵, 相比STM32F1总线访问速度明显提高
  
• 更低的功耗, STM32F40x的功耗为 238uA/Mhz, 其中低功耗版本的STM32F401更是低到 140uA/Mhz, 而STM32F1则为 421uA/Mhz
  
  

  STM32F401CCU6 核心板

  参数
  

• ARM 32-bit Cortex-M4 with FPU
  
• 80 MHz maximum frequency
  
• 256k flash
  
• 64k ram
  
• UFQFPN 封装48pin
  
  

  STM32F401CCU6与STM32F103C8T6相比, 引脚基本兼容, 但是需要注意一个引脚PB11, PB11引脚不能当GPIO使用, 同时必须外接2.2UF电容, 因此USART3也不复存在, 在STM32F401中换成了USART6. 下面的开发板PB口就没有PB11.

电路图(不完全一致)   
  ST-Link 烧录器

  使用普通的4线 ST-Link V2, 也可以使用增加了串口的V2.1
  ST-Link 与 stm32核心板的连接需要4根线, 连接关系为

G   -- GND
CLK -- SWCLK
IO  -- SWDIO
V3  -- 3.3V


USB2TTL 转接卡

  在观察串口输出时需要使用.
  安装说明

  ST官方库结构说明

  STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.8.0

  目录结构及说明

├─Libraries
│  ├─CMSIS
│  │  ├─Device
│  │  │  └─ST
│  │  │      └─STM32F4xx
│  │  │          ├─Include                # 需要
│  │  │          └─Source
│  │  │              └─Templates
│  │  │                  ├─arm            # startup文件, 需要
│  │  │                  ├─gcc_ride7
│  │  │                  ├─iar
│  │  │                  ├─SW4STM32
│  │  │                  ├─TASKING
│  │  │                  └─TrueSTUDIO
│  │  ├─Documentation
│  │  ├─DSP_Lib
│  │  ├─Include                           # 需要
│  │  ├─Lib
│  │  │  ├─ARM
│  │  │  └─GCC
│  │  └─RTOS
│  │      └─Template
│  └─STM32F4xx_StdPeriph_Driver           # 需要. 注意里面的xx_fmc.c和xx_fsmc.c不要包含, 因为这两个
                                          # 用到的变量在F401里面没有, 只在少数几个F4xx型号里有.
│      ├─inc
│      └─src
├─Project
│  ├─STM32F4xx_StdPeriph_Examples         # 官方的代码例子
│  └─STM32F4xx_StdPeriph_Templates        # 需要stm32f4xx_conf.h, stm32f4xx_it.c, stm32f4xx_it.h
│      ├─EWARM
│      ├─MDK-ARM
│      ├─SW4STM32
│      └─TrueSTUDIO
├─Utilities
│  ├─Media
│  ├─ST
│  │  └─STemWin
│  │      └─Software
│  ├─STM32_EVAL
│  │  ├─Common
│  │  ├─STM3240_41_G_EVAL
│  │  ├─STM324x7I_EVAL
│  │  └─STM324x9I_EVAL
│  └─Third_Party
└─_htmresc
开发说明

  手工创建项目
  创建项目

  创建目录并填充文件

  对于项目test001, 创建工作目录test001, 在工作目录下创建libraries, mdk-arm, user 这3个目录
  

• 复制LibrariesCMSIS目录下的Device和Include目录到libraries, 其他目录不需要
  
• 复制LibrariesSTM32F4xx_StdPeriph_Driver整个目录到libraries
  
• MDK-ARM
  用于放置Keil MDK项目文件, 以及项目开发过程中生成的临时文件
  
• USER
  
  
  
  
  
  • 复制 ProjectSTM32F4xx_StdPeriph_Templates 下面的stm32f4xx_conf.h, stm32f4xx_it.c, stm32f4xx_it.h三个文件到这个目录
    
  • 用于放置用户编写的代码
    
    
  
  

  在Keil uVision5中创建项目

  

• Project -> New uVision Project, 选择前面的user目录, 使用名称test001, 保存
  
• 选择芯片型号stm32f401cc
  
  

  配置项目

  点击Manage Project Items
  

• 修改project targets名称为test001
  
• 添加groups
  
  
  
  
  • CMSIS
    
  • StdPeriph_Driver
    
  • Startup
    
  • User
    
    
  
  

  对每个group, 添加的文件为
  

• CMSIS
  
  
  
  
  • system_stm32f4xx.c
    
    
  
  
• StdPeriph_Driver
  
  
  
  
  • 添加 librariesSTM32F4xx_StdPeriph_Driversrc 下面的所有c文件, 除了 stm32f4xx_fmc.c 和 stm32f4xx_fsmc.c
    
    
  
  
• Startup
  
  
  
  
  • 添加 librariesCMSISDeviceSTSTM32F4xxSourceTemplatesarm 下面的 startup_stm32f401xx.s 文件
    
    
  
  
• User
  
  
  
  
  
  • 添加 user 目录下的 stm32f4xx_it.c 文件
    
  • 添加 user 目录下的其他文件
    
    
  
  

  点击configure target options , 定位到c/c++
  

• Define: 写入 USE_STDPERIPH_DRIVER,STM32F401xx
  
• Include Paths: 如果是按上面的目录结构组织的项目, 可以直接复制下面的配置
  
  

  ..librariesCMSISInclude;..librariesCMSISDeviceSTSTM32F4xxInclude;..librariesSTM32F4xx_StdPeriph_Driverinc;..user  
在c/c++下有完整的 compiler control string

--c99 --gnu -c --cpu Cortex-M4.fp -g -O0 --apcs=interwork --split_sections -I ../libraries/CMSIS/Include -I ../libraries/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Include -I ../libraries/STM32F4xx_StdPeriph_Driver/inc -I ../user
-I./RTE/_stm32f401esp8366
-IC:/Keil_v5/ARM/PACK/Keil/STM32F4xx_DFP/2.15.0/Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Include
-IC:/Keil_v5/ARM/CMSIS/Include
-D__UVISION_VERSION="525" -DSTM32F401xC -DUSE_STDPERIPH_DRIVER -DSTM32F401xx
-o .Objects*.o --omf_browse .Objects*.crf --depend .Objects*.d


示例代码

  使用开发板自带的led灯实现间隔1秒的亮灭效果.main.c

#include "main.h"

static __IO uint32_t uwTimingDelay;
RCC_ClocksTypeDef RCC_Clocks;

static void Delay(__IO uint32_t nTime);

void LED_Init(void)
{
        GPIO_InitTypeDef  aaa;
        // 使能指定的GPIO模块时钟--默认复位后开机时钟不会全部提供给各个模块 使用时需要自己开启
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC, ENABLE);       
        // 初始化引脚
        aaa.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;    // 引脚号选择 PC13: RCC_AHB1Periph_GPIOC, GPIOC, GPIO_Pin_13
        aaa.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; // 输出模式
        aaa.GPIO_OType =  GPIO_OType_PP;  // 推挽输出
        aaa.GPIO_Speed = GPIO_High_Speed; // 高速
        GPIO_Init(GPIOC, &aaa);
}

void TIM2_init(void)
{
        TIM_TimeBaseInitTypeDef  aaa;
        // 使能对应模块的时钟 TIM2
        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);
        // 初始化定时器
        aaa.TIM_Prescaler = 8400;  // 通过prescaler将84MHz降为10KHz
        aaa.TIM_Period    = 10000; // 再通过period设置计时器间隔为上面频率的10K个周期, 即1s
        aaa.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; // 选择递增模式
        aaa.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;     // 1分频 1  2  4
        TIM_TimeBaseInit(TIM2, &aaa);
        TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);//使能TIM2的更新中断
        TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); // 使能TIM2
}

void NVIC_INIT(void)
{
        NVIC_InitTypeDef  ccc;
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//中断优先级分组  2分组
        ccc.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
        ccc.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
        ccc.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
        ccc.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
        NVIC_Init(&ccc);
}

void TIM2_IRQHandler(void)
{
        TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); // 清除溢出中断标志位
        GPIO_ToggleBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);        // 触发值交替变化
}

int main(void)
{
  LED_Init();//初始化LED
        GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_13, 0);
        TIM2_init();
        NVIC_INIT();
        while(1)//卡住
        {
        }
}

/**
  * @brief  Inserts a delay time.
  * @param  nTime: specifies the delay time length, in milliseconds.
  * @retval None
  */
void Delay(__IO uint32_t nTime)
{
  uwTimingDelay = nTime;

  while(uwTimingDelay != 0);
}

/**
  * @brief  Decrements the TimingDelay variable.
  * @param  None
  * @retval None
  */
void TimingDelay_Decrement(void)
{
  if (uwTimingDelay != 0x00)
  {
    uwTimingDelay--;
  }
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line)
{
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %drn", file, line) */

  /* Infinite loop */
  while (1)
  {
  }
}
#endif
main.h

#ifndef __MAIN_H
#define __MAIN_H

#include "stm32f4xx.h"

void TimingDelay_Decrement(void);

#endif /* __MAIN_H */


学习开发包中的例子

  在官方库的压缩包里, 包含着这个版本各个外设功能的代码例子, 可以直接参考.
  烧录

  在Keil uvision5中
  

• 点击configure target options , 定位到Debug, Use选择ST-Link Debuger, 点击Settings
  
• 如果Debug Adapter里时空白没有显示ST-LINK/V2, 去windows设备管理器看下设备是否正常
  
• 切换到Flash Download标签, 勾选Reset and Run
  
• 点击Download按钮, 或者按F8, 进行烧录。