移动机器人技术-课件 项目4-任务1-STM32集成开发环境的安装与应用

项目四：移动机器人手动控制实践STM32集成开发环境的安装与应用任务一：STM32集成开发环境的安装与应用课程目标：一、熟悉STM32CubeMX开发环境的使用；二、熟悉KeilMDK5开发环境的使用；三、掌握新工程的联合创建、编译与调试。STM32集成开发环境的安装与应用知识储备一：STM32软件开发平台所谓的机器人软件开发平台，一般是指用来给多种机器人设备开发程序的软件包，其采用预定义的函数和工具，并将它们编译成能够被专业经验较少的人容易使用的模块。从这个角度来说，机器人软件开发平台旨在为不专门从事机器人编程的人提供创建程序所需的工具，并让机器人执行所需的功能和例程。（1）统一的编程环境；（2）统一的编译执行环境；（3）可重用的组件库；（4）完备的调试/仿真环境；（5）对多种机器人硬件设备的“驱动支持”；（6）通用的常用功能控制组件，例如计算机视觉技术、导航技术和机械手臂控制等。STM32集成开发环境的安装与应用知识储备一：STM32软件开发平台机器人软件开发平台示例：（1）ROS（2）Gazebo（3）V-REP（4）Webots（5）MicrosoftRoboticsStudio（6）iRobotAWARE（7）……目前仍然没有统一的平台标准STM32集成开发环境的安装与应用知识储备一：STM32软件开发平台KeilMDK5MDK源自德国的Keil公司，是RealViewMDK的简称。在全球，MDK被超过10万的嵌入式开发工程师使用。2018年3月，Keil公司推出了MDK5.25正式版本，目前已更新至MDK5.37版本。本书采用的是MDK5.34，该版本使用uVision5IDE集成开发环境，是当前针对ARM处理器，尤其是Cortex-M内核处理器的常用开发工具。目前Keil公司有4款嵌入式软件开发工具，即MDK-ARM、C51、C166、C251，都基于uVision集成开发环境，其中MDK-ARM是RealView系列中的一员。STM32集成开发环境的安装与应用知识储备一：STM32软件开发平台KeilMDK5目前Keil公司有4款嵌入式软件开发工具，即MDK-ARM、C51、C166、C251，都基于uVision集成开发环境，其中MDK-ARM是RealView系列中的一员。KeilMDK5在以往的版本基础上进行了重大修改，与之前的版本相比，最大的区别在于器件（SoftwarePacks）与编译器（MDKcore）分离。也就是说，安装好编译器以后，编译器里面没有任何器件。因此对STM32进行开发，需要再下载STM32的器件安装包。STM32集成开发环境的安装与应用知识储备一：STM32软件开发平台STM32CubeMXSTM32CubeMX是ST公司近几年来大力推荐的一种芯片图形化配置工具，其通过分步过程可以非常轻松地配置STM32微控制器和微处理器，以及为ArmCortex-M内核或面向ArmCortex-A内核的特定Linux设备树生成相应的初始化C代码，减少开发者的开发时间和费用，提高开发效率。STM32集成开发环境的安装与应用知识储备一：STM32软件开发平台STM32CubeMX直观的STM32微控制器和微处理器选择丰富易用的图形用户界面，允许配置：支持自动冲突解决的引脚分配支持面向Arm®Cortex®-M内核带参数约束动态验证的外设和中间件功能模式支持动态验证时钟树配置带功耗结果估算的功耗序列生成与面向ArmCortex-M内核的IAREmbeddedWorkbench、MDK-ARM和STM32CubeIDE（GCC编译器）兼容的初始化C代码生成面向ArmCortex-A内核（STM32微处理器）的部分Linux设备树借助STM32PackCreator开发增强型STM32Cube扩展包将STM32Cube扩展包集成到项目中作为可在Windows、Linux和macOS操作系统和64位Java运行环境上运行的独立软件STM32集成开发环境的安装与应用工程实践一STM32CubeMX的下载安装步骤1：进入STM32CubeMX官网的下载页面（具体网址为/zh/development-tools/stm32cubemx.html#get-software），在“获取软件”部分根据个人电脑配置选取对应的软件下载，其中产品型号名称中，若最后三个字母为Lin，则代表在Linux系统下使用，若为Mac，则代表Mac系统下使用，若为Win，则代表在Windows系统下使用。版本可以选择GetLatest以下载最新版本的CubeMX使用，或在“Allversions”中按需选取过往版本。STM32集成开发环境的安装与应用工程实践一STM32CubeMX的下载安装步骤2：以CubeMX6.3.0为例，故在Allversions中选择6.3.0点击下载，后会出现软件使用的许可协议，点击“接受”后，会弹出“获取软件”对话框中，可以登陆/注册后下载，也可以输入姓名和电子邮件地址后直接下载，后期再登陆。当填写完姓名和电子邮件，并点击下载后，会将下载地址以邮件的形式发送至刚填写的邮箱，进入邮箱找到对应的邮件，点击“Downloadnow”即可下载。STM32集成开发环境的安装与应用工程实践一STM32CubeMX的下载安装步骤3：下载完成后，打开“en.stm32cubemx-win_v6-3-0”压缩文件并解压缩，运行SetupSTM32CubeMX-6.3.0-Win.exe可执行文件，在STM32CubeMXInstallationWizard中点击Next，选中Iacceptthetermsofthislicenseagreement后点击Next，选中“IhavereadandunderstoodtheSTPrivacyPolicyandSTtermsofUse”后点击Next，设置安装路径后点击Next（如果没有对应文件夹，会提示创建），在Shortcuts快捷键部分可按默认直接Next，等待安装完成。STM32集成开发环境的安装与应用工程实践一STM32CubeMX的下载安装步骤3：下载完成后，打开“en.stm32cubemx-win_v6-3-0”压缩文件并解压缩，运行SetupSTM32CubeMX-6.3.0-Win.exe可执行文件，在STM32CubeMXInstallationWizard中点击Next，选中Iacceptthetermsofthislicenseagreement后点击Next，选中“IhavereadandunderstoodtheSTPrivacyPolicyandSTtermsofUse”后点击Next，设置安装路径后点击Next（如果没有对应文件夹，会提示创建），在Shortcuts快捷键部分可按默认直接Next，等待安装完成。STM32集成开发环境的安装与应用工程实践一STM32CubeMX的下载安装步骤3：下载完成后，打开“en.stm32cubemx-win_v6-3-0”压缩文件并解压缩，运行SetupSTM32CubeMX-6.3.0-Win.exe可执行文件，在STM32CubeMXInstallationWizard中点击Next，选中Iacceptthetermsofthislicenseagreement后点击Next，选中“IhavereadandunderstoodtheSTPrivacyPolicyandSTtermsofUse”后点击Next，设置安装路径后点击Next（如果没有对应文件夹，会提示创建），在Shortcuts快捷键部分可按默认直接Next，等待安装完成。STM32集成开发环境的安装与应用工程实践一STM32CubeMX的下载安装步骤3：下载完成后，打开“en.stm32cubemx-win_v6-3-0”压缩文件并解压缩，运行SetupSTM32CubeMX-6.3.0-Win.exe可执行文件，在STM32CubeMXInstallationWizard中点击Next，选中Iacceptthetermsofthislicenseagreement后点击Next，选中“IhavereadandunderstoodtheSTPrivacyPolicyandSTtermsofUse”后点击Next，设置安装路径后点击Next（如果没有对应文件夹，会提示创建），在Shortcuts快捷键部分可按默认直接Next，等待安装完成。STM32集成开发环境的安装与应用工程实践二KEILMDK5的下载安装步骤1：进入Keil公司官网（/），点击Downloads，再点击MDK-Arm，填完信息后点击Submit，最后点击MDK534.exe进行下载（本书为MDK534，现最新版本为MDK537）。①点击Downloads②点击MDK-ArmSTM32集成开发环境的安装与应用工程实践二KEILMDK5的下载安装步骤1：进入Keil公司官网（/），点击Downloads，再点击MDK-Arm，填完信息后点击Submit，最后点击MDK534.exe进行下载（本书为MDK534，现最新版本为MDK537）。③填完信息后点击submit④点击MDK536.exe下载STM32集成开发环境的安装与应用工程实践二KEILMDK5的下载安装步骤2：下载完成后，点击MDK534.exe安装，在弹出的SetupMDK-ARMV5.34安装向导中先点击Next，然后选中IagreetoallthetermsoftheprecedingLicenseAgreement后点击Next，确定安装路径（该路径可以自定义修改，但必须确保安装路径中不可有中文）后点击Next安装，完成后点击Finish即可。①点击Next②点击Iagree后点击NextSTM32集成开发环境的安装与应用工程实践二KEILMDK5的下载安装步骤2：下载完成后，点击MDK534.exe安装，在弹出的SetupMDK-ARMV5.34安装向导中先点击Next，然后选中IagreetoallthetermsoftheprecedingLicenseAgreement后点击Next，确定安装路径（该路径可以自定义修改，但必须确保安装路径中不可有中文）后点击Next安装，完成后点击Finish即可。③安装路径可改（但注意路径中不可有中文），后点击Next安装，完成后点FinishSTM32集成开发环境的安装与应用工程实践二KEILMDK5的下载安装步骤3：在KeilMDK环境安装完成后，进入设备包网页（/dd2/），选中STMicroelectronics–STM32F4Series–STM32F407ZE–STM32F407ZETx，在出现的页面中点击Download，同意协议后，下载Keil.STM32F4xx_DFP.2.XX.X运行并安装。STM32集成开发环境的安装与应用工程实践三使用STM32CubeMX和MDK5建立新工程步骤1：打开STM32CubeMX软件，在File选项中选择NewProject。STM32集成开发环境的安装与应用工程实践三使用STM32CubeMX和MDK5建立新工程步骤2：在弹出的“NewProject”界面中选择合适的芯片，可以采用搜索的功能，本例以STM32F407ZE为搜索对象，在界面右下部分选中STM32F407ZETx芯片后点击右上角的StartProject按钮。STM32集成开发环境的安装与应用工程实践三使用STM32CubeMX和MDK5建立新工程步骤3：在弹出新界面的左半部分找到SystemCore，展开点击RCC，将RCCModeandConfiguration中的HighSpeedClock（HSE）配置为Crystal/CeramicResonator。STM32集成开发环境的安装与应用工程实践三使用STM32CubeMX和MDK5建立新工程步骤4：选择SYS，在SYSModeandConfiguration中选择SerialWire，该调试方法为SWD调试法，如果需要JTAG调试的，可对应选取。STM32集成开发环境的安装与应用工程实践三使用STM32CubeMX和MDK5建立新工程步骤5：选择GPIO，在Pinoutview中选择PB13引脚（LED1引脚），将其设置为GPIO_Output。配置完成后可在GPIOModeandConfiguration部分看到所有的GPIO配置，选中任意PB13引脚，可再进行具体配置，如PB13为推挽输出还是开漏输出等，还可以通过UserLabel自定义接口名。STM32集成开发环境的安装与应用工程实践三使用STM32CubeMX和MDK5建立新工程步骤5：选择GPIO，在Pinoutview中选择PB13引脚（LED1引脚），将其设置为GPIO_Output。配置完成后可在GPIOModeandConfiguration部分看到所有的GPIO配置，选中任意PB13引脚，可再进行具体配置，如PB13为推挽输出还是开漏输出等，还可以通过UserLabel自定义接口名。STM32集成开发环境的安装与应用工程实践三使用STM32CubeMX和MDK5建立新工程步骤6：点击顶部的ClockConfiguration，进行主频配置。将InputFrequency配置为12，选中HSE，配置/M为/6，配置*N为X168，配置/P为/2，选中PLLCLK，配置APB1Prescaler为/4，配置APB2Prescaler为/2。STM32集成开发环境的安装与应用工程实践三使用STM32CubeMX和MDK5建立新工程步骤7：点击顶部的ProjectManager，在Project选项卡中将ToolChain/IDE选择为MDK-ARM，MinVersion选择为V5.32（如果使用低于5.32版本的KEILMDK环境，请相应选择更低版本）。在