【鲁班猫创意大赛2期】 LubanCat ZW 编译调试stm32设备

忙碌的死龙

LubanCat很多人都买了，也有一些人想把这个小板子当做一个便携式小电脑来使用。
既然是当做便携式小电脑，那做嵌入式最常见的stm32单片机开发自然就是一个必备功能了。
具体的编译和调试情况可以看视频。


https://www.bilibili.com/video/B ... 49999e7d90327ffbf7a

LubanCat ZW 是否具备开发stm32单片机的能力呢？要开发和调试stm32单片机，需要具备以下能力：
1、支持stm32的构建系统
2、能运行arm-none-eabi-gcc工具链
3、能运行Openocd或者JlinkGDBServer
4、能远程编辑和调试的代码编辑器（说的就是VSCode）
5、编辑器和GDBServer的中间人（调试插件，负责一键拉起调试和传输数据）

这几样东西，我们一个个来解决

一、构建系统选择
最常见的莫过于stm32cube工具自动生成的makefile项目，这种项目大家接触得最多，使用起来也简单。
但是makefile构建系统很慢，尤其是在鲁班猫这种性能不强的设备上，这是个死穴。
目前越来越多的项目使用了cmake，而stm32-cmake这个github上，star和fork数量都是挺多的。
本次教程就使用这个项目作为试验方案吧。
https://github.com/ObKo/stm32-cmake
先把项目拉到鲁班猫上

1. git clone https://github.com/ObKo/stm32-cmake.git

复制代码

然后大概看了一下首页的教程，如果要使用这个工程，需要再另行下载STM32Cube 库，不同的芯片系列对应不同的功能。
由于我手上的板子是stm32f411ce迷你核心板，我需要把STM32CubeF4 库从github上拉下来。

1. git clone https://github.com/STMicroelectronics/STM32CubeF4.git

复制代码

然后，需要在.bashrc 里添加一句环境变量配置。

1. echo "export STM32_CUBE_F4_PATH="/home/cat/STM32CubeF4"">> .bashrc

复制代码

如果不设置这个环境变量，cmake生成ninja配置的时候是会报错，找不到stm32cube库配置的。

还需要把ninja安装上。ninja是Linux上的一个小型构建系统，CMake配合ninja才能最快（如果有ccache就更好）。

1. sudo apt install ninja-build

复制代码

由于系统默认安装的CMake版本可能过低，使用最新的版本安装

1. curl <span style="background-color: inherit; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, &quot;Andale Mono&quot;, &quot;lucida console&quot;, &quot;Courier New&quot;, monospace; font-size: inherit; color: rgb(18, 18, 18);">-fsSL </span>https://github.com/Kitware/CMake/releases/download/v3.27.3/cmake-3.27.3-linux-aarch64.sh <span style="background-color: inherit; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, &quot;Andale Mono&quot;, &quot;lucida console&quot;, &quot;Courier New&quot;, monospace; font-size: inherit; color: rgb(18, 18, 18);">-o install_cmake.sh</span>

复制代码

安装完毕后，第一步就做完了。

二、arm-none-eabi-gcc工具链安装
在官方网址 https://developer.arm.com/downloads/-/arm-gnu-toolchain-downloads 上面，可以找到下图这个工具链的下载链接

AArch64 Linux hosted  意思是可以在AArch64架构，Linux系统上运行的工具链
AArch32 bare-metal target (arm-none-eabi) 这个就是我们需要找的arm 32位裸机工具链了（当然这个也能编译RTOS，只是和Linux工具链区分开来）

下载好之后，需要把工具链解压缩到固定的目录里，我习惯把工具链放在/home/cat/.bin/arm-none-eabi/目录下，这样打包用户目录的时候可以把所有配置好的工具也一起打包带走（下次不需要重复安装）。
然后需要在.bashrc里添加这个工具链的PATH

1. echo "export PATH=$HOME/.bin/arm-none-eabi/bin:$PATH" >> .bashrc

复制代码

然后就可以找到工具链了。


执行arm-none-eabi-gcc 命令测试的时候，会发现提示缺少libncurses.so.5库文件，需要安装这个库。

1. sudo apt install libncurses5

复制代码

安装了这个库，arm-none-eabi-gcc正常运行了，执行arm-none-eabi-gdb的时候，会提示缺少libpython3.8.so.1.0库，需要执行以下命令进行安装，由于这个版本的工具链使用了Python3.8，必须安装它
需要先添加源

1. sudo apt install software-properties-common
   
2. sudo add-apt-repository ppa:deadsnakes/ppa
   
3. sudo apt update

复制代码

然后再安装Python3.8

1. sudo apt install python3.8

复制代码

安装完毕以后，arm-none-eabi-gdb就可以顺利执行了。


接下来就是安装GDBServer了，由于AArch64的Openocd不大好找，我手上又有Jlink，决定使用Jlink。

三、安装Jlink驱动和相关软件。
在SEGGER官网可以找到Jlink的arm64平台驱动，JLink_Linux_arm64.deb，在电脑上把文件下载下来，然后上传到鲁班猫板子上，使用以下命令安装

1. sudo dpkg -i JLink_Linux_V792a_arm64.deb

复制代码

安装完毕就可以插入JLlink测试了，使用这个命令可以测试一下  JLinkGDBServer -if swd -device stm32f411CE




能顺利连接上开发板，这一步也完成了

四、VSCode ssh remote 插件安装和登陆
这一步就很简单了，我记得鲁班猫也是默认开启ssh的，那只需要VSCode上安装好remote ssh插件，然后通过


输入密码后，会在鲁班猫上安装code-server，等待安装完毕就可以连上鲁班猫了。

五、安装cortex-debug插件并配置
在VSCode插件安装界面，搜索cortex-debug并安装，由于我们需要把Jlink插到鲁班猫上进行调试，还需要把cortex-debug插件安装到鲁班猫上。
在cortex-debug插件详情页面可以点击按钮安装，如下图

接下来用VSCode打开第一步下载好的stm32-cmake工程目录，然后在.vscode目录下新建一个文件launch.json，文件内容如下


由于在调试文件里指定了前置指令，需要在在.vscode目录下新建一个文件tasks.json，文件内容如下


到这一步，先不要着急点调试，还有最后的步骤需要完成。

六、完善项目配置并生成ninja构建文件
6.1 修改examples/blinky/CMakeLists.txt文件，在第二行后添加以下内容，强行指定编译器路径

1. set (CMAKE_C_COMPILER "/home/cat/.bin/arm-none-eabi/bin/arm-none-eabi-gcc")
   
2. set (CMAKE_CXX_COMPILER "/home/cat/.bin/arm-none-eabi/bin/arm-none-eabi-g++")
   
3. set (CMAKE_ASM_COMPILER "/home/cat/.bin/arm-none-eabi/bin/arm-none-eabi-gcc")

复制代码

6.2 修改examples/blinky/blinky.c文件，把点灯用的GPIO修改成自己手上开发板的IO和分组，GPIO时钟也需要调整，原文件是用systick点灯，现在改成HAL_Delay方式点灯，内容如下

1. #if defined STM32L0
   
2.     #include <stm32l0xx_hal.h>
   
3. 
   
4.     // STM32L0538-Discovery green led - PB4
   
5.     #define LED_PORT                GPIOB
   
6.     #define LED_PIN                 GPIO_PIN_4
   
7.     #define LED_PORT_CLK_ENABLE     __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE
   
8. #elif defined STM32F1
   
9.     #include <stm32f1xx_hal.h>
   
10. 
    
11.     // STM32VL-Discovery green led - PC9
    
12.     #define LED_PORT                GPIOC
    
13.     #define LED_PIN                 GPIO_PIN_9
    
14.     #define LED_PORT_CLK_ENABLE     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE
    
15. #elif defined STM32F4
    
16.     #include <stm32f4xx_hal.h>
    
17. 
    
18.     // STM32F4-Discovery green led - PD12
    
19.     #define LED_PORT                GPIOC
    
20.     #define LED_PIN                 GPIO_PIN_13
    
21.     #define LED_PORT_CLK_ENABLE     __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE
    
22. #endif
    
23. 
    
24. void SysTick_Handler(void)
    
25. {
    
26.     HAL_IncTick();
    
27. 
    
28.     // // 1 Hz blinking
    
29.     // if ((HAL_GetTick() % 500) == 0)
    
30.     // {
    
31.     //     HAL_GPIO_TogglePin(LED_PORT, LED_PIN);
    
32.     // }
    
33. }
    
34. 
    
35. void initGPIO()
    
36. {
    
37.     GPIO_InitTypeDef GPIO_Config;
    
38. 
    
39.     GPIO_Config.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    
40.     GPIO_Config.Pull = GPIO_NOPULL;
    
41.     GPIO_Config.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    
42. 
    
43.     GPIO_Config.Pin = LED_PIN;
    
44. 
    
45.     LED_PORT_CLK_ENABLE();
    
46.     HAL_GPIO_Init(LED_PORT, &GPIO_Config);
    
47. }
    
48. 
    
49. int main(void)
    
50. {
    
51.     HAL_Init();
    
52.     initGPIO();
    
53.     // 1kHz ticks
    
54.     HAL_SYSTICK_Config(SystemCoreClock / 1000);
    
55. 
    
56.     while(1){
    
57.                     /* USER CODE END WHILE */
    
58.         HAL_GPIO_TogglePin (GPIOC, GPIO_PIN_13);
    
59.         HAL_Delay (1000);   /* Insert delay 100 ms */
    
60.     };
    
61. 
    
62.     return 0;
    
63. }

复制代码

6.3 命令行输入以下内容，生成ninja构建文件

1. cd examples/blinky/ && mkdir build && cd build

复制代码

这段命令是要在examples/blinky/目录里新建一个build目录，并切换到build目录里执行cmake指令生成ninja构建文件。如果要新增c文件，或者增加HAL功能模块依赖的，需要修改CMakeLists.txt文件，并删除build目录，重新生成构建文件。

一切正常的话，就可以看到类似提示，顺利生成ninja构建文件了。

此时就可以直接点击VSCode的Debug小按钮，开启一键编译和调试了。


个人使用起来，感觉跟X86上直接用VSCode编译和调试，流畅度差不多。编译构建的速度也非常快。其实使用stm32cube生成的Makefile工程，基本上也差不多，
只是把launch.json里的cwd字段修改成${workspaceFolder}/build/，然后executable字段的elf文件也修改成对应elf文件即可。

おおおじ。

真不错