LibOpenCM3(一) Linux下命令行開發環境配置
- 2022 年 2 月 21 日
- 筆記
- linux, STM32, Mobile/Embed, LibOpenCM3
目錄
本文使用 Linux 環境, 硬體為 STM32F103 系列開發板
LibOpenCM3 介紹
LibOpenCM3 是GPL協議(LGPL3)的Cortex-M系列的韌體庫, 支援stm32、atmel、nxp系列單片機. 這個韌體庫對標的是 CMSIS, 但是比 CMSIS 提供更多的方法介面, 實現度介於 CMSIS 和 SPL 之間. 對於常見的 STM32F1 系列, 程式碼已經基本穩定.
- 項目地址
//github.com/libopencm3/libopencm3 - 項目示例
//github.com/libopencm3/libopencm3-examples - WIKI
//github.com/libopencm3/libopencm3/wiki - API文檔
//libopencm3.org/docs/latest/html/
開發環境
硬體部分
- STM32F103 開發板
- ST-Link V2
軟體部分
- LibOpenCM3
//github.com/libopencm3/libopencm3 - LibOpenCM3項目模板
//github.com/libopencm3/libopencm3-template - GNU Arm Embedded Toolchain
下載地址 - stlink linux工具, 包含st-flash,st-info等命令
//github.com/stlink-org/stlink
環境配置
GNU Arm Embedded Toolchain 工具鏈
通過前面的地址下載最新版本, 根據自己的系統架構選擇合適的架構版本
# 解壓
tar xjf gcc-arm-none-eabi-10.3-2021.10-x86_64-linux.tar.bz2
# 放到/opt下並設置許可權
sudo mv gcc-arm-none-eabi-10.3-2021.10 /opt/gcc-arm/
cd /opt/gcc-arm/
sudo chown -R root:root gcc-arm-none-eabi-10.3-2021.10/
加到PATH
export PATH="/opt/gcc-arm/gcc-arm-none-eabi-10.3-2021.10/bin:$PATH"
檢查版本
$ arm-none-eabi-gcc --version
arm-none-eabi-gcc (GNU Arm Embedded Toolchain 10.3-2021.10) 10.3.1 20210824 (release)
Copyright (C) 2020 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions. There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
stlink,st-flash,st-info
需要先安裝 libusb-1.0-0-dev
sudo apt install libusb-1.0-0-dev
編譯安裝
git clone //github.com/stlink-org/stlink.git
cd stlink/
make
cd build/Release/
sudo make install
檢查
$ st-flash --version
v1.7.0-184-g468b1d2
$ st-info --version
Failed to parse flash type or unrecognized flash type
v1.7.0-184-g468b1d2
st-flash 使用說明 //github.com/stlink-org/stlink/blob/develop/doc/tutorial.md
- --flash=128k 參數可以指定flash大小, 例如覆蓋 STM32F103C8T6 默認的 64k 大小設置. 取值可以使用 十進位(128k), 八進位 0200k, 或者十六進位 0x80k.
- --reset 在寫入結束後觸發重置
- --connect-under-reset 重置狀態下連接. 使用這個選項可以在用戶程式碼執行前連接MCU, 當目標MCU上的用戶程式碼將MCU置於sleep狀態, 或禁用了調試介面導致無法連接時特別有用.
LibOpenCM3 項目模板
導出 libopencm3 可以單獨編譯, 但是配置為完整的項目還需要添加用戶程式碼和Makefile, 因為 LibOpenCM3 已經提供了立即可用的項目模板, 可以直接用模板提供的環境進行開發
導出模板
git clone --recurse-submodules //github.com/libopencm3/libopencm3-template.git
cd libopencm3-template/
# 這一步需要前面的 arm-none-eabi-gcc 工具鏈已經配置到 PATH
# 編譯
make -C libopencm3
這一步會編譯 libopencm3
- 在 libopencm3/lib 目錄下生成全部型號的 .a 庫文件
- 在 libopencm3/lib/stm32 目錄下, 對應 f0, f1, ..., f7 等各個目錄下生成對應型號的 ld 文件
編輯用戶項目, 在編輯之前, 需要修改 my-project 目錄下的 Makefile, 將 DEVICE 修改為自己的 STM32 型號
# TODO - you will need to edit these two lines!
DEVICE=stm32f103c6t6
填入的型號如果正確, 會在編譯時生成對應的ld文件, 例如對應上面的就是 generated.stm32f103c6t6.ld
編譯
make -C my-project
這時候在 my-project 目錄下會產生以下文件
total 172
-rwxrwxr-x 1 milton milton 1492 Feb 20 23:55 awesomesauce.bin*
-rwxrwxr-x 1 milton milton 276952 Feb 20 23:55 awesomesauce.elf*
drwxrwxr-x 2 milton milton 4096 Feb 20 23:55 bin/
-rw-rw-r-- 1 milton milton 1108 Feb 20 23:55 generated.stm32f103c6t6.ld
-rw-rw-r-- 1 milton milton 493 Feb 20 23:38 Makefile
-rw-rw-r-- 1 milton milton 2099 Feb 20 23:42 my-project.c
其中 awesomesauce.bin 是用於燒錄的文件
通過 arm-none-eabi-size 查看編譯結果的記憶體結構.
$ arm-none-eabi-size awesomesauce.elf
text data bss dec hex filename
1480 12 0 1492 5d4 awesomesauce.elf
其中
- text 是佔用的flash空間
- data 初始化佔用記憶體大小
- bss 全局分配的記憶體大小
- dec和hex 十進位和十六進位表示的總大小
演示示例
下面用一個閃燈的示例把開發環境跑一遍.
用戶程式碼
將 my-project 目錄下的 my-project.c 內容修改為
#include <libopencm3/cm3/nvic.h>
#include <libopencm3/stm32/rcc.h>
#include <libopencm3/stm32/gpio.h>
#include <libopencm3/stm32/timer.h>
#ifndef ARRAY_LEN
#define ARRAY_LEN(array) (sizeof((array))/sizeof((array)[0]))
#endif
#define LED1_PORT GPIOC
#define LED1_PIN GPIO13
static void gpio_setup(void)
{
/* Enable GPIO clock for leds. */
rcc_periph_clock_enable(RCC_GPIOC);
/* Enable led as output */
gpio_set_mode(
LED1_PORT,
GPIO_MODE_OUTPUT_50_MHZ,
GPIO_CNF_OUTPUT_PUSHPULL,
LED1_PIN);
gpio_set(LED1_PORT, LED1_PIN);
}
static void tim_setup(void)
{
/* Enable TIM2 clock. */
rcc_periph_clock_enable(RCC_TIM2);
/* Enable TIM2 interrupt. */
nvic_enable_irq(NVIC_TIM2_IRQ);
/* Reset TIM2 peripheral to defaults. */
rcc_periph_reset_pulse(RST_TIM2);
/* Timer global mode:
* - No divider
* - Alignment edge
* - Direction up
* (These are actually default values after reset above, so this call
* is strictly unnecessary, but demos the api for alternative settings)
*/
timer_set_mode(TIM2, TIM_CR1_CKD_CK_INT, TIM_CR1_CMS_EDGE, TIM_CR1_DIR_UP);
/* Disable preload. */
timer_disable_preload(TIM2);
timer_continuous_mode(TIM2);
timer_set_prescaler(TIM2, 36000); // Clock counts every 0.5 msec
timer_set_period(TIM2, 2000); // 2000 * 0.5 msec => 1 sec
/* Counter enable. */
timer_enable_counter(TIM2);
/* Enable Channel 1 compare interrupt to recalculate compare values */
timer_enable_irq(TIM2, TIM_DIER_CC1IE);
}
/**
* ISR method defined in libopencm3/include/libopencm3/stm32/f1/nvic.h
*/
void tim2_isr(void)
{
if (timer_get_flag(TIM2, TIM_SR_CC1IF))
{
/* Clear compare interrupt flag. */
timer_clear_flag(TIM2, TIM_SR_CC1IF);
/* Toggle LED to indicate compare event. */
gpio_toggle(LED1_PORT, LED1_PIN);
}
}
int main(void)
{
// Setup main clock, using external 8MHz crystal
rcc_clock_setup_in_hse_8mhz_out_72mhz();
gpio_setup();
tim_setup();
while (1);
return 0;
}
上面的程式碼, 用TIM2定時, 觸發板載C13對應的LED每秒切換亮滅狀態
編譯
使用前面配置好的開發環境
make -C my-project
寫入
將開發板接上ST-Link接上PC
寫入, 0x800 0000 是 STM32F103 的Flash空間起始地址
st-flash write ./awesomesauce.bin 0x8000000
# 會看到包含如下文字的輸出
2022-02-21T00:00:42 INFO common.c: STM32F1xx_LD: 10 KiB SRAM, 32 KiB flash in at least 1 KiB pages.
file ./awesomesauce.bin md5 checksum: 363668176fa21306a846725b7db2079, stlink checksum: 0x0001fe1e
2022-02-21T00:00:42 INFO common_flash.c: Attempting to write 1492 (0x5d4) bytes to stm32 address: 134217728 (0x8000000)
-> Flash page at 0x8000000 erased (size: 0x400)
-> Flash page at 0x8000400 erased (size: 0x400)
2022-02-21T00:00:42 INFO flashloader.c: Starting Flash write for VL/F0/F3/F1_XL
2022-02-21T00:00:42 INFO flash_loader.c: Successfully loaded flash loader in sram
2022-02-21T00:00:42 INFO flash_loader.c: Clear DFSR
2022-02-21T00:00:42 INFO flash_loader.c: Clear CFSR
2022-02-21T00:00:42 INFO flash_loader.c: Clear HFSR
2/ 2 pages written
2022-02-21T00:00:42 INFO common_flash.c: Starting verification of write complete
2022-02-21T00:00:42 INFO common_flash.c: Flash written and verified! jolly good!
此時需要手動按一下開發板的 RESET 鍵, 程式才會開始執行, 如果需要自動重置, 使用下面的命令
st-flash --reset write ./awesomesauce.bin 0x8000000
其它命令
查看開發板資訊
st-info --probe
# 會看到包含如下文字的輸出(當前這塊測試用的是 stm32f103c6t6)
Found 1 stlink programmers
version: V2J37S7
serial: 56FF6B064966485627461667
flash: 32768 (pagesize: 1024)
sram: 10240
chipid: 0x412
擦除
st-flash erase
# 會看到包含如下文字的輸出
2022-02-21T00:00:12 INFO common.c: STM32F1xx_LD: 10 KiB SRAM, 32 KiB flash in at least 1 KiB pages.
Mass erasing
參考
- //bdebyl.net/post/stm32-part0/
- //bdebyl.net/post/stm32-part1/
- //rhye.org/post/stm32-with-opencm3-0-compiling-and-uploading/
- //thomas.spurden.name/blog/stm-start/
