如何使用gcc + vscode 開發(fā)單片機程序

STM32單片機非常強大，大多數(shù)教程都是使用 keil 編譯器，keil 是收費的而 gcc 是開源免費的。這里介紹一些使用 gcc +?vscode?開發(fā)單片機程序的經(jīng)驗。（這里不解釋 gcc 是什么）。

第一：環(huán)境準(zhǔn)備

gcc

ARM 開發(fā)者官網(wǎng)?

https://developer.arm.com/

我有個習(xí)慣：盡量使用免安裝版軟件，直接解壓到軟件安裝目錄中，添加環(huán)境變量即可使用，這樣即使重裝系統(tǒng)也不必重裝軟件。

把 arm-none-eabi-gcc 的 bin/ 目錄添加到環(huán)境變量 Path 中就算安裝完成了。打開命令行執(zhí)行

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arm-none-eabi-gcc -v

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顯示出版本信息就說明 arm-none-eabi-gcc 可以使用了。

第二：make

我使用的 make 是從 mingw-w64 中復(fù)制出來的。

http://mingw-w64.yaxm.org/doku.php

方便單獨下載 make：

https://download.csdn.net/download/qq_33523299/33634450

下載的 make 工具同樣添加到環(huán)境變量 Path 中即可使用。

第三：vscode

vscode 僅僅是個文本編輯器，沒有它也能開發(fā)（txt 寫代碼，命令行編譯）。

https://code.visualstudio.com/#alt-downloads

又是免安裝版：

軟件目錄下新建文件夾 data/ 可以使 vscode 完全不使用 C 盤空間，所有的緩存文件都會生成在 data/ 內(nèi)。

第四：編譯鏈接過程

Makefile 告訴 make 要干點什么，要編譯誰，具體怎么編譯；

make 生成相應(yīng)的命令調(diào)用各個工具執(zhí)行動作；

gcc 負(fù)責(zé)把 c 源文件編譯成匯編；

as 負(fù)責(zé)把 編譯器生成的匯編文件和禿頭程序員手?jǐn)]的匯編文件都轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制指令，輸出到可重定位目標(biāo)文件 ( *.o );

(gcc 也可以一次完成 編譯和匯編的動作, 直接用 .c 文件生成 .o 文件)

.ld 文件是鏈接腳本, 告訴鏈接器哪段地址是內(nèi)存 RAM, 哪段地址是 Flash, 哪些 RAM 分配給了棧, 哪些地址分配給了堆...

鏈接器把所有 .o 文件組合起來, 靜態(tài)變量的地址, 函數(shù)的地址都會在這里確定, 調(diào)用函數(shù)的函數(shù)名會被替換成函數(shù)的地址...最后生成一個 elf 文件;

雖然 elf 是可執(zhí)行文件, 但裸機是沒法解析 elf 文件的, 所以需要 objcopy 導(dǎo)出純二進(jìn)制代碼, 這個二進(jìn)制文件就可以直接燒錄到單片機運行了, 這一步也可以輸出 hex 文件;

如果有需要還可以用 objdump 反匯編二進(jìn)制文件, 也可以反匯編 elf 文件, 反匯編 .o 文件, 幫助調(diào)試.

創(chuàng)建空工程

一個 ".vscode" 文件夾裝一些配置，"boot" 裝啟動單片機的匯編文件，"cmsis" 裝官方提供的源文件，"inc" 裝頭文件，"src" 裝源文件，"output" 裝輸出文件，再來一個 makefile 一個鏈接腳本就完成了。完全沒有多余的東西（txt 寫代碼，命令行編譯的話可以刪掉".vscode"）。

在 makefile 所在的目錄執(zhí)行 "make" 就編譯好了。

https://github.com/bfuxd/stm32f103EmptyProject

這是完整工程（去掉了空文件夾，去掉了輸出目錄），其中的 makefile 支持 windows 和 linux 。

https://github.com/bfuxd/stm32f1Template

是模板工程，添加了一些基本功能。

J-Link燒錄和調(diào)試

.vscode/launch.json 里寫入

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{
  // 使用 IntelliSense 了解相關(guān)屬性。
  // 懸停以查看現(xiàn)有屬性的描述。
  // 欲了解更多信息，請訪問: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
  "version": "0.2.0",
  "configurations": [
    {
      "name": "Cortex Debug",
      "type": "cortex-debug",
      "cwd": "${workspaceRoot}",
      "executable": "${workspaceFolder}\output\template.elf",
      "request": "launch",
      "servertype": "jlink",
      "device": "STM32F103ZE",
      "interface": "swd",
      "preLaunchTask": "Compile"
    }
  ],
}

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.vscode/tasks.json 里寫入

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{
    "version": "2.0.0",
    //每次執(zhí)行都不啟動一個新的控制臺
    "presentation": {
        "reveal": "always",
        "panel": "shared", //"new",
        "echo": true
    },
    //設(shè)置環(huán)境變量
    "options": {
        "env": {
            //"Path": "%Path%;D:\ProgramFiles\MinGW64\bin",
            "LOCAL_SRC_HOME": "${workspaceRoot}"
        }
    },
    //任務(wù)列表
    "tasks": [
        {
            "label": "Compile",
            "command": "make",
            "args": [],
            "group": {
                "kind": "build",
                "isDefault": true
            }
        }
    ]
}

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安裝 J-Link 驅(qū)動后，把 J-Link 添加到環(huán)境變量 Path 中，點擊 F5 就能仿真了。

還可以監(jiān)視指定內(nèi)存、變量、寄存器，反匯編指定函數(shù) ……

仿真時點擊 " Ctrl + Shift + P " 輸入 Cortex-debug: Show disassembly 回車輸入函數(shù)名, 即可在匯編中執(zhí)行指定函數(shù),? " Ctrl + Shift + P " 輸入 Cortex-debug: View Memory 回車輸入起始地址和數(shù)據(jù)長度, 即可查看內(nèi)存中指定區(qū)域的數(shù)據(jù).

徹底告別 keil。

編輯：黃飛

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