【正点原子STM32连载】第六章 新建寄存器版本MDK工程 摘自【正点原子】MiniPro STM32H750 开发指南_V1.1
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第六章 新建寄存器版本MDK工程
通過前面幾章的學習，我們對STM32有了個比較清晰的了解，本章我們將講解新建寄存器庫版本MDK工程的詳細步驟。我們把本章新建好的工程放在光盤里，路徑：4，程序源碼\2，標準例程-HAL庫版本\實驗0 基礎入門實驗\實驗0-2，新建工程實驗-寄存器版本，大家在學習新建工程過程中間遇到一些問題，可以直接打開這個工程，然后對比學習。
本章將分為如下兩個小節(jié)：
6.1 新建寄存器版本MDK工程
6.2 下載驗證
6.1 新建寄存器版本MDK工程
本節(jié)我們將教大家如何新建一個STM32H750的MDK5工程。為了方便大家參考，我們將本節(jié)最終新建好的工程模板存放在A盤：4、程序源碼\2，標準例程-HAL庫版本\實驗0 基礎入門實驗\實驗0-2，新建工程實驗-寄存器版本，如遇新建工程問題，請打開該實驗對比。
整個新建過程比較復雜，我們將其拆分為5個步驟進行講解，請準備大概2個小時時間，耐心細致的做完！對你后續(xù)的學習非常有幫助！
在新建工程之前，首先我們要做如下準備：
1、 STM32Cube官方固件包：我們使用的固件包版本是STM32Cube_FW_H7_V1.6.0，固件包路徑：A盤8，STM32參考資料1，STM32CubeH7固件包。
2、開發(fā)環(huán)境搭建：參考本書第三章相關內容。
6.1.1 新建工程文件夾
新建工程文件夾分為2個步驟：1，新建工程文件夾；2，拷貝工程相關文件。
首先我們在桌面新建一個工程根目錄文件夾，后續(xù)的工程文件都將在這個文件夾里建立，我們把這個文件夾重命名為：實驗0-2，新建工程實驗-寄存器版本。如圖6.1.1.1所示：
圖6.1.1.1 新建工程根目錄文件夾
為了讓工程的文件目錄結構更加清晰易懂，我們會在工程根目錄文件夾下建立以下幾個文件夾，每個文件夾名稱及其作用如表6.1.1.1所示：
表6.1.1.1 工程根目錄新建文件夾及其作用
新建完成以后，最后得到我們的工程根目錄文件夾如圖6.1.1.2所示。
圖6.1.1.2 工程根目錄文件夾
工程根目錄及其相關文件夾新建好以后，我們需要拷貝一些工程相關文件過來（主要是在Drivers文件夾里面），以便等下的新建工程需要。
2. 拷貝工程相關文件
接下來，我們按圖6.1.1.2的根目錄文件夾順序介紹每個文件夾及其需要拷貝的文件。
Drivers文件夾
該文件夾用于存放與硬件相關的驅動層文件，一般包括如表6.1.1.2所示的三個文件夾：
表6.1.1.2 Drivers包含文件夾
BSP文件夾，用于存放正點原子提供的板級支持包驅動代碼，如：LED、蜂鳴器、按鍵等。本章我們暫時用不到該文件夾，不過可以先建好備用。
CMSIS文件夾，用于存放CMSIS底層代碼（ARM和ST提供），如：啟動文件（.s文件）、stm32h7xx.h等各種頭文件。該文件夾我們可以直接從STM32CubeH7固件包（路徑：A盤8，STM32參考資料1，STM32CubeH7固件包）里面拷貝，不過由于固件包里面的CMISIS兼容了太多芯片，導致非常大（300多MB），因此我們根據(jù)實際情況，對其進行了大幅精簡，精簡后的CMSIS文件夾大小為2.3MB左右。精簡后的CMSIS文件夾大家可以在：A盤4，程序源碼1，標準例程-寄存器版本 文件夾里面的任何一個實驗的Drivers文件夾里面拷貝過來。
SYSTEM文件夾，用于存放正點原子提供的系統(tǒng)級核心驅動代碼，如：sys.c、delay.c和usart.c等，方便大家快速搭建自己的工程。該文件同樣可以從：A盤4，程序源碼1，標準例程-寄存器版本 文件夾里面的任何一個實驗的Drivers文件夾里面拷貝過來。
執(zhí)行完以上操作后，Drivers文件夾最終結構如圖6.1.1.3所示：
圖6.1.1.3 工程根目錄文件夾
Middlewares文件夾
該文件夾用于存放正點原子和其他第三方提供的中間層代碼（組件/Lib等），如：USMART、MALLOC、TEXT、FATFS、USB、LWIP、各種OS、各種GUI等等。本章我們暫時用不到該文件夾，不過可以先建好備用，后面的實驗將會陸續(xù)添加各種文件。
Output文件夾
該文件夾用于存放編譯器編譯工程輸出的中間文件，比如：.hex、.bin、.o文件等等。這里不需要操作，后面只需要在MDK里面設置該文件夾為編譯過程中間文件的存放文件夾就行。
Projects文件夾
該文件夾用于存放編譯器（MDK、IAR等）工程文件，我們主要用MDK，為了方便區(qū)分，我們在該文件夾下新建：MDK-ARM文件夾，用于存放MDK的工程文件，如圖6.1.1.4所示：
圖6.1.1.4 在Projects文件夾下新建MDK-ARM文件夾
User文件夾
該文件夾用于存放用戶編寫的代碼，如：main.c等。目前還沒有任何代碼，所以暫時為空即可。
6.1.2 新建一個工程框架
首先，打開MDK軟件。然后點擊ProjectNew uVision Project如圖6.1.2.1所示：
圖6.1.2.1 新建MDK工程
然后彈出工程命名和保存的操作窗口，我們將工程文件保存路徑設置在上一節(jié)新建的工程文件夾內，具體路徑為：桌面實驗0-2，新建工程實驗-寄存器版本ProjectsMDK-ARM，工程名字我們取：atk_h750，最后點擊保存即可。具體操作窗口如圖6.1.2.2所示：
圖6.1.2.2 保存工程界面
之后，彈出器件選擇對話框，如圖6.1.2.3所示。因為正點原子MiniPRO STM32H750開發(fā)板所使用的STM32型號為STM32H750VBT6，所以我們選擇：STMicroelectronicsSTM32H7 SeriesSTM32H750STM32H750VBTx（如果使用的是其他系列的芯片，選擇相應的型號就可以了，特別注意：一定要安裝對應的器件pack才會顯示這些內容哦！！如果沒得選擇，請關閉MDK，然后安裝 A盤：6，軟件資料\1，軟件\MDK5\ Keil.STM32H7xx_DFP.2.5.0.pack這個安裝包后重試）。
點擊OK，MDK會彈出Manage Run-Time Environment對話框，如圖6.1.2.4所示：
圖3.2.1.4 Manage Run-Time Environment界面
這是MDK5新增的一個功能，在這個界面，我們可以添加自己需要的組件，從而方便構建開發(fā)環(huán)境，不過這里我們不做介紹。所以在圖6.1.2.4所示界面，我們直接點擊Cancel，即可，得到如圖6.1.2.5所示界面：
圖6.1.2.5 工程初步建立
此時，我們打開MDK-ARM文件夾，會看到MDK在該文件夾下自動創(chuàng)建了3個文件夾（DebugConfig、Listings和Objects），如圖6.1.2.6所示：
圖6.1.2.6 MDK新建工程時自動創(chuàng)建的文件夾
這三個文件夾的作用如表6.1.2.1所示：
表6.1.2.1 三個文件夾及其作用
編譯過程產(chǎn)生的鏈接列表、調試信息、預覽、lib等文件，統(tǒng)稱為中間文件。為了統(tǒng)一管理，方便使用，我們會把輸出在Listings和Objects文件夾的內容，統(tǒng)一改為輸出到Output文件夾（通過魔術棒設置），我們先把MDK自動生成的這兩個文件夾（Listings和Objects）刪除。
至此，我們還只是建了一個框架，還有好幾個步驟要做，比如添加文件、魔術棒設置、編寫main.c等。
6.1.3 添加文件
本節(jié)將分3個步驟：1，設置工程名和分組名；2，添加啟動文件；3，添加SYSTEM源碼。1. 設置工程名和分組名
在ProjectTarget上右鍵，選擇Manage Project Items…（方法一）或在菜單欄點擊品字形紅綠白圖標（方法二）進入工程管理界面，如圖6.1.3.1所示：
圖6.1.3.1 進入工程管理界面
在工程管理界面，我們可以執(zhí)行設置工程名字（Project Targets）、分組名字（Groups）以及添加每個分組的文件（Files）等操作。我們設置工程名字為：Template，并設置四個分組：Startup（存放啟動文件）、User（存放main.c等用戶代碼）、Drivers/SYSTEM（存放系統(tǒng)級驅動代碼）、Readme（存放工程說明文件），如圖6.1.3.2所示：
圖6.1.3.2 設置工程名和分組名
設置好之后，我們點擊OK，回到MDK主界面，可以看到我們設置的工程名和分組名如圖6.1.3.3所示：
圖6.1.3.3 設置成功
這里我們只是新建了一個簡單的工程，并沒有添加BSP、Middlewares等分組，后面隨著工程復雜程度的增加，我們需要一步步添加對應的分組。
注意：為了讓工程結構清晰，我們會盡量讓MDK的工程分組和我們前面新建的工程文件夾對應起來，由于MDK分組不支持多級目錄，因此我們將路徑也帶入分組命名里面，以便區(qū)分。如：User分組對應User文件夾里面的源碼，Drivers/SYSTEM分組，對應Drivers/SYSTEM文件夾里面的源碼，Drivers/BSP分組對應Drivers/BSP文件夾里面的源碼等。
2. 添加啟動文件
啟動文件（.s文件）包含STM32的啟動代碼，其主要作用包括：1、堆棧（SP）的初始化；2、初始化程序計數(shù)器（PC）；3、設置向量表異常事件的入口地址；4、調用main函數(shù)等，是每個工程必不可少的一個文件，我們在本書第九章會有詳細介紹。
啟動文件由ST官方提供，存放在STM32CubeH7軟件包的：DriversCMSISDevice STSTM32H7xxSourceTemplatesarm文件夾下。因為我們開發(fā)板使用的是STM32H750VBT6，對應的啟動文件為：startup_stm32h750xx.s，為了節(jié)省空間，在精簡版CMSIS文件夾里面我們把其他啟動文件都刪了。而且，為了更好的匹配寄存器版本代碼，我們對startup_stm32h750xx.s做了2處修改：
1，我們用不到編譯器的內存管理函數(shù)，為節(jié)省內存，將Heap_Size改成 0，源碼如下：
;未用到編譯器自帶的內存管理(malloc,free等)，設置Heap_Szie為0
Heap_Size EQU 0x00000000
2，寄存器代碼不需要調用SystemInit函數(shù)，因此修改Reset_Handler函數(shù)，去掉SystemInit調用，并且還加入了開啟 STM32H750 硬件 FPU 的代碼，具體源碼如下：
這段代碼，我們主要加入了開啟 STM32H750 硬件 FPU 的代碼，以使能 STM32H750 的浮點運算單元，并關閉硬件自動壓棧。其中，0xE000ED88 就是協(xié)處理器控制寄存器(CPACR)的地址，該寄存器的第 20~23 位用來控制是否支持浮點運算，這里我們全設置為 1，以支持硬件浮點運算。關于 CPACR 寄存器的詳細描述，見《STM32H7 編程手冊.pdf》第 4.7.1 節(jié)。另外，寄存器版本，我們還屏蔽了 SystemInit 函數(shù)的調用，如果是HAL庫版本，可以取消這個函數(shù)的注釋，并在外部實現(xiàn) SystemInit 函數(shù)。
特別注意：我們在匯編代碼里面使能了 FPU，所以在 MDK 里面，我們也要設置使用 FPU，否則可能代碼會無法運行，設置方法如下：選擇 Options for Target ‘Target1’，打開 Target 選項卡，在 Code Generation 里面，選擇 Double Precision，如圖6.1.3.4 所示：
圖6.1.3.4 MDK開啟浮點運算
關于啟動文件的說明，我們就介紹這么多，接下來我們看如何添加啟動文件到工程里面。我們有兩種方法給MDK的分組添加文件：1，雙擊Project下的分組名添加。2，進入工程管理界面添加。
這了我們使用方法1添加（路徑：實驗0-2，新建工程實驗-寄存器版本\Drivers\CMSIS
Device\ST\STM32H7xx\Source\Templates\arm），如圖6.1.3.5所示：
圖6.1.3.5 雙擊分組添加啟動文件（startup_stm32h750xx.s）
上圖中，我們也可以點擊Add按鈕進行文件添加。添加完后，點擊Close，完成啟動文件
添加，得到工程分組如圖6.1.3.6所示：
圖6.1.3.6 啟動文件添加成功
3. 添加SYSTEM源碼
這里我們在工程管理界面（方法2）進行SYSTEM源碼添加。點擊：按鈕，進入工程管理界面，選中Drivers/SYSTEM分組，然后點擊：Add Files，進入文件添加對話框，依次添加delay.c、sys.c和usart.c到該分組下，如圖6.1.3.6所示：
圖6.1.3.6 添加SYSTEM源碼
注意：這些源碼都是在第6.1.1小節(jié)的第二步拷貝過來的，如果之前沒拷貝，是找不到這些源碼的。添加完成后，如圖6.1.3.7所示：
圖6.1.3.7 SYSTEM源碼添加完成
6.1.4 魔術棒設置
為避免編寫代碼和編譯報錯，我們需要通過魔術棒對MDK工程進行相關設置。在MDK主界面，點擊：（魔術棒圖標，即Options for Target按鈕），進入工程設置對話框，我們將進行如下幾個選項卡的設置。
在魔術棒Target選項卡里面，我們進行如圖6.1.4.1所示設置：
圖6.1.4.1 Target選項卡設置
上圖中，我們設置芯片所使用的外部晶振頻率為8Mhz，選擇ARM Compiler版本為：Use default compiler version 5（即AC5編譯器）。
這里我們說明一下AC5和AC6編譯的差異，如表6.1.4.2所示：
表6.1.4.1 AC5&AC6簡單對比
由于AC5對中文支持比較好，且兼容性相對好一點，為了避免不必要的麻煩，我們推薦大家使用AC5編譯器。為了讓大家自由選擇，我們正點原子的源碼，也是支持AC6編譯器的，不過在選項卡設置上稍有差異，具體差異如表6.1.4.2所示：
表6.1.4.2 AC5&AC6設置差異
2. 設置Output選項卡
在魔術棒Output選項卡里面，進行如圖6.1.4.2所示設置：
圖6.1.4.2 設置Output選項卡
注意，我們勾選：Browse Information，用于輸出瀏覽信息，這樣就可以使用go to definition查看函數(shù)/變量的定義，對我們后續(xù)調試代碼比較有幫助，如果不需要調試代碼，則可以去掉這個勾選，以提高編譯速度。
3. 設置Listing選項卡
在魔術棒Listing選項卡里面，進行如圖6.1.4.3所示設置：
圖6.1.4.3 設置Listing選項卡
經(jīng)過Output和Listing這兩步設置，原來存儲在Objects和Listings文件夾的內容（中間文件）就都改為輸出到Output文件夾了。
4. 設置C/C++選項卡
在魔術棒C/C++選項卡里面，進行如圖6.1.4.4所示設置：
圖6.1.4.4 設置C/C++選項卡
在②處設置了全局宏定義：STM32H750xx，用于定義所用STM32型號，在stm32h7xx.h里面會用到該宏定義。
在③處設置了優(yōu)化等級為-O0，可以得到最好的調試效果，當然為了提高優(yōu)化效果提升性能并降低代碼量，可以設置-O1~-O3，數(shù)字越大效果越明顯，不過也越容易出問題。注意：當使用AC6編譯器的時候，這里推薦默認使用-O1優(yōu)化。
在④處勾選C99模式，即使用C99 C語言標準。
在⑤處，我們可以進行頭文件包含路徑設置，點擊此按鈕，進行如圖6.1.4.5所示設置：
圖6.1.4.5 設置頭文件包含路徑
上圖中我們設置了4個頭文件包含路徑，其中3個在Drivers文件夾下，一個在User文件夾下。為避免頻繁設置頭文件包含路徑，正點原子最新源碼的include全部使用相對路徑，也就是我們只需要在頭文件包含路徑里面指定一個文件夾，那么該文件夾下的其他文件夾里面的源碼，如果全部是使用相對路徑，則無需再設置頭文件包含路徑了，直接在include里面就指明了頭文件所在。
關于相對路徑，這里大家記住3點：
1，默認路徑就是指MDK工程所在的路徑，即.uvprojx文件所在路徑（文件夾）
2，“./”表示當前目錄（相對當前路徑，也可以寫做“.\”）
3，“…/”表示當前目錄的上一層目錄（也可以寫做“…\”）
舉例來說，上圖中：…\Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32H7xx\Include，前面兩個“…\”，表示Drivers文件夾在當前MDK工程所在文件夾（MDK-ARM）的上2級目錄下，具體解釋如圖6.1.4.6所示：
圖6.1.4.6 …\Drivers\CMSIS\Device\ST\STM3H7xx\Include的解釋
上圖表示根據(jù)頭文件包含路徑：…\Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32H7xx\Include，編譯器可以找到⑥處所包含的這些頭文件，即代碼里面可以直接include這些頭文件使用。
再舉個例子，在完成如圖6.1.4.5所示的頭文件包含路徑設置以后，我們在代碼里面編寫：
#include “./SYSTEM/sys/sys.h”
即表示當前頭文件包含路徑所指示的4個文件夾里面，肯定有某一個文件夾包含了：SYSTEM/sys/sys.h的路徑，實際上就是在Drivers文件夾下面，兩者結合起來就相當于：
#include “…/…/Drivers/SYSTEM/sys/sys.h”
這就是相對路徑。它既可以減少頭文件包含路徑設置（即減少MDK配置步驟，免去頻繁設置頭文件包含路徑的麻煩），同時又可以很方便的知道頭文件具體在那個文件夾，因此我們推薦在編寫代碼的時候使用相對路徑。
關于相對路徑，我們就介紹這么多，大家搞不明白的可以在網(wǎng)上搜索相關資料學習，也可以在后面的學習，分析我們其他源碼，慢慢體會，總之不難，但是好用。
最后，我們如果使用AC6編譯器，則在圖6.1.4.4的Misc Controls處需要設置：-Wno-invalid-source-encoding，避免中文編碼報錯，如果使用AC5編譯器，則不需要該設置！！
5. 設置Debug選項卡
在魔術棒Debug選項卡里面，進行如圖6.1.4.7所示設置：
圖6.1.4.7 Debug選項卡設置
圖中，我們選擇使用：CMSIS-DAP仿真器，使用SW模式，并設置最大時鐘頻率為10Mhz，以得到最高下載速度。當我們將仿真器和開發(fā)板連接好，并給開發(fā)板供電以后，仿真器就會找到開發(fā)板芯片，并在SW Device窗口顯示芯片的IDCODE、Device Name等信息（圖中⑤處），當無法找到時，請檢查供電和仿真器連接狀況。
6. 設置Utilities選項卡
在魔術棒Debug選項卡里面，進行如圖6.1.4.8所示設置：
圖6.1.4.8 Utilities選項卡設置
圖中⑥處下載算法STM32H750，是MDK默認添加的，針對STM32H750系列產(chǎn)品。除此之外，我們還要添加STM32H750VB_W25Q64@ALIENTEK.FLM算法，點擊⑦處按鈕添加即可。添加好算法后，設置算法使用的 RAM 地址和大小，這里設置的起始地址為：0X2000 0000（DTCM），大小為：0X3000。必須按這個大小設置，否則下載會出錯（無法加載算法）。
7. 添加分散加載文件
由于STM32H750VBT6芯片內部的FLASH的空間比較少（只有128KB）。對于大的工程，這個FLASH空間是不夠用的，為了解決這個問題，同時方便后續(xù)工程的新建，我們統(tǒng)一使用分散加載的方式來決定FLASH內存的分配，而不用MDK默認的設置。關于分散加載是什么？我們后面8.3小節(jié)會講解，請大家先跟著我們把新建工程完成。
分散加載的文件已經(jīng)為大家準備好了，可以在實驗0-2，新建工程實驗-寄存器版本\User\SCRIPT，或者在（A盤）/程序源碼/STM32啟動文件/分散加載_寄存器版本/SCRIPT中拷貝qspi_code.scf文件到我們的工程User\SCRIPT路徑下，如圖6.1.4.9所示。
圖6.1.4.9 拷貝分散加載文件到工程
注意：這里的分散加載文件寄存器跟HAL庫是不一樣的，我們建立寄存器工程，所以必需用寄存器版本的分散加載文件。
接下來我們需要對MDK進行配置，相當于把分散加載文件關聯(lián)到工程里。方法：點擊魔術棒， Linker選項卡取消勾選：Use Memory Layout from Target DialogScatter File路徑選擇SCRIPT文件夾 選擇qspi_code.scf文件，然后，在disable Warnings一欄，添加：6314,6329，屏蔽6314和6329這兩個警告。如不屏蔽，當分散加載里面有某些段（section）沒用到，則會報警告，所以我們需要屏蔽這兩個警告。如圖6.1.4.10所示。
圖6.1.4.10 添加分散加載文件
至此，添加分散加載文件的相應操作就完成了。
6.1.5 添加main.c，并編寫代碼
在MDK主界面，點擊：，新建一個main.c文件，并保存在User文件夾下。然后雙擊User分組，彈出添加文件的對話框，將User文件夾下的main.c文件添加到User分組下。得到如圖6.1.5.1所示的界面：
圖6.1.5.1 在User分組下加入main.c文件
至此，我們就可以開始編寫我們自己的代碼了。我們在main.c文件里面輸入如下代碼：
此部分代碼，在A盤4，程序源碼1，標準例程-寄存器版本 實驗0 基礎入門實驗實驗0-2，新建最工程實驗-寄存器版本Usermain.c里面有，大家可以自己輸入，也可以直接拷貝。強烈建議自己輸入，以加深對程序的理解和印象！！
注意，這里的include就是使用的相對路徑，關于相對路徑，請參考前面C/C++選項卡設置章節(jié)進行學習。
編寫完main.c以后，我們點擊：（Rebuild）按鈕，編譯整個工程，編譯結果如圖6.1.5.2所示：
圖6.1.5.2 編譯結果
編譯結果提示：代碼總大小（Porgram Size）為：FLASH占用4508字節(jié)（Code + RO + RW），SRAM占用2360字節(jié)（RW + ZI）；并成功創(chuàng)建了Hex文件（可執(zhí)行文件，放在Output目錄下）；編譯0錯誤，0警告。
注意：如果編譯提示有錯誤/警告，請根據(jù)提示，從第一個錯誤/警告開始解決，直到0錯誤0警告。如果出錯，很有可能是之前的操作存在問題，請對照教程找問題。
另外，我們在Readme分組下還沒有添加任何文件，由于只是添加一個說明性質的文件（.txt），并不是工程必備文件，因此這里我們就不添加了，開發(fā)板光盤的源碼我們是有添加的，大家可以去參考一下。
至此，新建寄存器版本MDK工程完成。
6.2 下載驗證
這里我們繼續(xù)使用DAP仿真器下載，在MDK主界面，點擊：（下載按鈕，也可以按鍵盤快捷鍵：F8），就可以將代碼下載到開發(fā)板，如圖6.2.1所示：
圖6.2.1 下載成功
上圖提示：Application running…，則表示代碼下載成功，且開始運行。此時，我們打開串口調試助手，并設置好端口號（COM號）和波特率（115200），就可以看到打印出來的t值，如圖6.2.2所示：
圖6.2.2 收到開發(fā)板發(fā)回來的數(shù)據(jù)
說明我們的程序運行正常，下載驗證無誤。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的【正点原子STM32连载】第六章 新建寄存器版本MDK工程 摘自【正点原子】MiniPro STM32H750 开发指南_V1.1的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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