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2.2 新建工程

2025年2月14日大约 10 分钟

一、STM32 开发方式

  • 基于寄存器开发：通过程序直接配置寄存器实现功能，这种方式底层且高效，但因 STM32 结构复杂、寄存器繁多，开发难度较大，目前较少采用。

  • 基于标准库（库函数）开发：ST 官方提供封装好的函数，开发者通过调用函数间接配置寄存器，该方式对开发者友好，能有效提高开发效率，本文重点介绍此开发方式。

  • 基于 HAL 库开发：借助图形化界面快速配置 STM32，适合初学者快速上手，但该方式隐藏底层逻辑，若对 STM32 不够熟悉，开发水平易受限，建议在掌握标准库后再学习。

二、基于库函数的 STM32 工程搭建步骤

2.1 准备工作

使用库函数开发，需准备 STM32 库函数压缩包，可从课程资料链接获取，路径为 固件库/STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0.zip。

解压后，文件夹包含：库函数文件 Libraries、官方工程示例和模板 Project、评估板例程 Utilities、发布文档 Release_Notes.html、和使用手册 stm32f10x_stdperiph_lib_um.chm，这些资料对开发非常具有参考价值。

2.2 工程创建

  1. 创建工程文件夹：在磁盘（如 D 盘、E 盘或桌面）创建存放工程的文件夹，如 STM32Project，便于统一管理工程。

  2. 新建工程：打开 Keil MDK - ARM 软件，依次点击 Project -> New μVision Project，选择新建文件夹并命名为 STM32Project，再创建用于存放本次工程的子文件夹，如 2 - 1 STM32 工程模板。进入该子文件夹，为工程文件命名，如 Project，然后保存。

  3. 选择器件型号：依据芯片型号 STM32F103C8T6，在弹出窗口中选择 STM32F103C8，点击 OK。此时弹出的新建工程小助手，可以帮助快速新建工程，目前暂时用不到，可以先关闭，此时工程虽然已经创建，但没有实质文件，还不能使用。

2.3 添加工程必要文件

  1. 添加启动文件: 进入固件库文件夹 Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\startup\arm 复制所有文件。回到工程模板文件夹，新建 Start 文件夹，将启动文件粘贴其中。

    相关信息

    启动文件是程序执行的起始点。

  2. 添加其他文件：

    • 在固件库位于 Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x 文件夹中，复制 stm32f10x.h 和两个 system 开头的文件到 Start 文件夹。
    • 此外，再从 CM3\CoreSupport 复制两个 cm3 文件到 Start 文件夹。

    相关信息

    • stm32f10x.h 用于描述 STM32 外设寄存器及地址；两个 system 文件负责配置时钟，STM32 的 72 兆赫兹主频由此配置。
    • core_cm3.h (Cortex-M3) 文件包含了对内核寄存器的描述；core_cm3.c 包含了内核的配置函数。

  3. 文件添加到工程：在 Keil 软件中，将左侧栏的 Target 下的 Source Group 1 重命名为 Start，右键选择 Add Existing Files to Group'Start'。在 Start 文件夹中，选择文件类型 All files，先添加与芯片型号对应的启动文件（如 STM32F103C8T6 选 md.s，详见 4.1 启动文件选择 ），再按住 Ctrl 选择所有的 .c 和 .h 文件，点击 Add 添加文件。

添加完成后的样子
添加完成后的样子

相关信息

这些文件为 STM32 基础文件，不需要修改，文件右上角的钥匙标志代表只读。

  1. 添加头文件路径：点击 Keil 软件的魔术棒按钮，打开工程选项，在 C/C++ 选项卡中找到 Include Paths 栏，点击右侧三点按钮新建路径，添加 Start 文件夹路径并点击 OK，确保软件能找到头文件。

2.4 新建main函数测试工程

  1. 在工程文件夹中新建 User 文件夹存放 main 函数。

  2. 回到 Keil 软件，在 Target 处右键点击 Add Group，命名为 User。

  3. 右键点击 Add New Item to Group 'User'，选择 C File，命名为 main.c，选择 User 文件夹路径后点击 Add。

  4. 在 main.c 中右键选择 insert '#include file' 插入头文件 stm32f10x.h，编写包含 while (1) 死循环的 main 函数。

    #include "stm32f10x.h"   // Device header

int main(void)
{
    while(1)
    {
        
    }
}

    注意

    需注意，文件末尾需留空行，否则会报警告。

  5. 点击 Build 按钮或按 F7 进行编译，若提示 0 Error(s), 0 Warning(s)，说明工程初步搭建成功。此时工程未添加库函数，只能基于寄存器开发。

注意

为了避免中文乱码需要设置解码为UTF-8。

点击设置按钮，在左侧的 Encoding 一栏，选择 Encode in UTF-8 without signature。

2.5 配置调试器与下载程序

  1. 硬件连接：使用 STM32 最小系统板、ST - Link 和四根母对母杜邦线，按照下方图片连接 3.3V、SWDIO、SWCLK、GND。连接 ST - Link 到电脑并通电，此时板子电源灯应常亮，PC13 口连接的灯因芯片测试程序应闪烁。

  1. 配置调试器：在 Keil 软件中点击魔术棒按钮，选择 Debug，将调试器由默认的 ULink 改为 ST - Link Debugger。

    点击右侧 Settings，在 Debug 的 Port 选择 SW。

    在 Flash Download 勾选 Reset and Run，方便下载程序后自动复位执行。

    配置完成后确认，重新编译无错误后点击 Load 按钮，程序即可下载到 STM32。
    此时由于没有编写任何代码， PC13 口灯不亮。

2.6 配置寄存器实现点灯操作

  1. 使能 GPIOC 时钟：查阅 STM32入门教程资料\参考文档\STM32F10xxx参考手册（中文）.pdf，在 RCC 的 APB2 外设时钟使能寄存器 RCC_APB2ENR 中配置，将 IOPCEN 位置 1（其余无关位先置 0），16 进制值为 0x00000010。在 while (1) 前添加 RCC->APB2ENR = 0x00000010;，开启 GPIOC 时钟。

    二进制转换为十六进制，每四个数据为一组
    二进制转换为十六进制，每四个数据为一组

  2. 配置 PC13 口模式：找到端口配置高寄存器 GPIOx_CRH（x 为 A - G 字母），将 PC13 口配置为通用推挽输出模式，CNF13 和 MOD13 四位设为 0011，其余位设为 0，16 进制值为 0x00300000。在 while (1) 前添加 GPIOC->CRH = 0x00300000;。

  3. PC13 口输出数据：利用端口输出数据寄存器 GPIOx_ODR，ODR13 位写 1 时 PC13 口为高电平，写 0 为低电平。因灯低电平点亮，ODR = 0x00000000 灯亮，ODR = 0x00002000 灯灭。

  4. 代码
    在 Keil 软件中分别赋值编译下载，观察灯的状态。

    #include "stm32f10x.h"   // Device header

int main(void)
{
   RCC->APB2ENR = 0x00000010;
   GPIOC->CRH = 0x00300000;
   GPIOC->ODR = 0x00000000;  //灯亮，更改为0x00002000后灯灭
   while(1)
   {
      
   }
}

2.7 添加库函数到工程

  1. 新建文件夹：在工程文件夹中新建 Library 文件夹用于存放库函数。

  2. 复制库函数文件：进入固件库Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver\src 文件夹，全选复制到 library 文件夹。再进入 inc 文件夹，全选头文件复制到 library 文件夹。

  3. 添加到工程：在 Keil 软件 Target 处右键添加组，命名为 Library，右键选择 Add Existing Files to Group 'Library'，选择文件类型 All files，全选 Library 文件夹文件后点击 Add。

  4. 添加其他文件：从固件库 Project\STM32F10x_StdPeriph_Template 文件夹复制 stm32f10x_conf.h 和两个 it 结尾文件到工程 User 文件夹下，在 Keil 软件右侧 User 组中添加这三个文件。

    相关信息

    • stm32f10x_conf.h 用于配置库函数头文件的包含关系，其包含所有库函数头文件。
    • 两个 it (interrupt) 结尾的文件用于中断服务函数。

  5. 宏定义与路径配置：打开 stm32f10x_conf.h，可以找到如下代码：

    #ifdef USE_STDPERIPH_DRIVER
   #include "stm32f10x_conf.h"
#endif

    这是一个条件编译，当定义了 USE_STDPERIPH_DRIVER 字符串时，才会包含 stm32f10x_conf.h 文件。

    在工程选项 C/C++ 的 Define 栏写入 USE_STDPERIPH_DRIVER，实现对标准外设库的包含。同时在 Include Paths 栏添加 User 和 Library 文件夹路径，点击 OK，完成基于库函数的工程搭建。

    编译工程，若零错误零警告，则工程搭建成功。

三、使用库函数实现点灯操作

使用库函数间接配置寄存器实现点灯，步骤与配置寄存器相似，但代码更简洁：

  1. 使能时钟：调用库函数 RCC_APB2PeriphClockCmd()，第一个参数选外设（如 RCC_APB2Periph_GPIOC），第二个参数选状态（如 ENABLE）。通过右键查看函数定义和参数说明，完成 GPIOC 外设时钟配置。

  2. 配置端口模式：使用 GPIO_Init() 函数，第一个参数选 GPIO（如 GPIOC），第二个参数为结构体。先定义结构体变量，根据结构体参数（GPIO_Mode、GPIO_Pin、GPIO_Speed），通过右键跳转查看定义和说明进行配置，最后将结构体变量地址作为第二个参数传入函数，完成端口模式配置。

  3. 设置端口电平：用 GPIO_SetBits() 函数将指定端口置高电平，GPIO_ResetBits() 函数置低电平。分别调用函数，传入 GPIOC 和 GPIO_Pin_13 参数，注释其中一个函数测试灯的亮灭。

  4. 代码:

    #include "stm32f10x.h"   // Device header

int main(void)
{
   RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; 
   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
   GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
   
   GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13); //设置为低电平，灯亮
   //GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);  //设置为高电平，灯灭

   while(1)
   {
      
   }
}

    警告

    编译如果如果出现错误 error: #268: declaration may not appear after executable statement in block，是因为 C90 标准，声明不能在执行语句之后，可以在魔术棒中的 C/C++ 中勾选 C99 Mode，或者更改代码顺序。

四、补充知识

4.1 启动文件选择

缩写释义Flash容量型号
LD_VL小容量产品超值系列16~32KSTM32F100
MD_VL中容量产品超值系列64~128KSTM32F100
HD_VL大容量产品超值系列256~512KSTM32F100
LD小容量产品16~32KSTM32F101/102/103
MD中容量产品64~128KSTM32F101/102/103
HD大容量产品256~512KSTM32F101/102/103
XL加大容量产品大于512KSTM32F101/102/103
CL互联型产品/STM32F105/107

4.2 新建工程步骤总结

建立工程文件夹，在 Keil 中新建工程并选择型号。

在工程文件夹创建 start、library、user 等文件夹，复制固件库文件到工程文件夹，确保工程独立性。

在工程中创建同名分组，将文件夹内文件添加到分组，可选择添加所有 .h 和 .c 文件。

在工程选项 C/C++ 的 Include Paths 栏声明头文件路径。

在 C/C++ 的 Define 栏定义 USE_STDPERIPH_DRIVER 字符串。

在 Debug 下拉列表选择调试器（如 ST - Link 选 ST - Link Debugger），在 Flash Download 勾选 Reset and Run。

4.3 工程架构解析

启动文件：用汇编编写，定义中断向量表和中断服务函数，复位中断为程序入口。STM32 复位时，程序进入复位中断函数，调用 system_init() 函数和 main() 函数，system_init() 函数位于 system 开头的 .c 文件，用于初始化微控制器。

中断函数：启动文件定义 STM32 其他中断，中断函数定义在 STM32F10x_it.c 文件，ST 建议将自定义中断写在此处，也可写在其他位置。

寄存器描述文件：stm32f10x.h 和 core_cm3.h 等为外设和内核寄存器描述文件，直接调用寄存器开发为基于寄存器开发方式。

库函数文件：库函数文件封装寄存器操作，提供人性化函数调用方式，熟悉操作套路后配置外设更简便。

conf 文件：stm32f10x_conf.h 配置头文件包含关系，其包含所有库函数头文件，stm32f10x.h 又包含 conf.h，因此使用库函数时只需包含 stm32f10x.h 即可调用所有库函数。