【STM32】 强大的 STM32Cube 生态 && STM32CubeIDE 无伤速通

本文介绍的软件，均可以在ST官网st.com免费下载（你需要注册登录），首选官网下载最新版本，如果有问题，可以在我的公众号回复：Cube，获取截止今日的最新版本软件安装包。

一、STM32Cube生态

1.1 STM32Cube 生态是什么？

STM32Cube 生态是ST公司开发的一套面向 STM32 微控制器和微处理器的完整软件解决方案，旨在为开发者提供一个简单而集成的开发环境。

STM32Cube 生态包括软件工具和嵌入式软件库，能够满足开发者在整个项目开发周期中的各种需求，从配置、编译、编程、调试到监控等。

再来重复几个基本概念吧：

• ARM是一家设计和授权微处理器架构和核心的公司，它不生产芯片，而是授权给其他厂商使用它的技术。
• ST是一家生产和销售半导体产品的公司，它是ARM的合作伙伴之一，拥有使用ARM架构和核心的许可。
• STM32是ST公司推出的一系列基于ARM Cortex-M内核的32位微控制器，它们具有高性能、低功耗、丰富外设和易开发的特点。
  
  
  因此，可以说STM32是基于ARM技术的ST产品，它们之间有着紧密的合作关系。

1.2 STM32Cube 生态有哪些组成部分？

STM32Cube 生态主要由以下几个部分组成：

• STM32Cube 软件工具套件，包括：
  • STM32CubeMX，一个适用于任何 STM32 设备的配置工具。它提供了一个易于使用的图形用户界面，可以生成用于 Cortex-M 内核的初始化 C 代码，或者用于 Cortex-A 内核的 Linux 设备树源代码。
  • STM32CubeIDE，一个集成开发环境。它基于开源的 Eclipse 或 GNU C/C++ 工具链，提供了编译报告和高级调试功能。它还集成了生态系统中其他工具的附加功能，例如 STM32CubeMX 的硬件和软件初始化和代码生成功能。
  • STM32CubeCLT，一个命令行开发工具集，提供了代码编译、板卡编程和调试功能。
  • STM32CubeProgrammer，一个编程工具（即烧录、下载）。它提供了一个易于使用且高效的环境，用于通过各种可用的通信媒介（JTAG、SWD、UART、USB DFU、I2C、SPI、CAN 等）读取、写入和验证设备和外部存储器。
  • STM32CubeMonitor 系列工具。强大的监控工具，可以帮助开发者实时地调整和优化应用程序的行为和性能。
• STM32Cube 嵌入式软件，可以加速项目开发：
  • STM32Cube MCU 和 MPU 软件包，针对每个 STM32 系列提供了操作可用的 STM32 外设所需的所有嵌入式软件模块。它们包括驱动程序（HAL、低层等）、中间件以及大量用于各种实际用例的示例代码。
  • STM32Cube 扩展软件包，提供了面向应用的解决方案。它们补充并扩展了 STM32Cube MCU 软件包的功能，提供了额外的嵌入式软件模块。STM32 扩展软件包来自 ST 或经过认证的合作伙伴，围绕 STM32 创建了一个广泛且可扩展的嵌入式软件产品线。

1.3 STM32Cube 生态有什么优势？

STM32Cube 生态为所有 STM32 用户带来了一个简单而集成的解决方案。它涵盖了整个 STM32 产品系列的开发，并提供了一套商业友好的解决方案：

• 它是免费且无限制地使用
• 它是基于标准化 API 的可移植性
• 它是与主流 IDE 的兼容性
• 它是与第三方软件组件和服务提供商的互操作性
• 它是持续更新和维护

二、STM32CubeIDE 和 STM32CubeMX

软件直接去ST官网st.com下载安装就行了，没什么好说的。

https://www.st.com/zh/development-tools/stm32cubeide.html#st_description_sec-nav-tab

2.1 STM32CubeIDE

2.11 简介

STM32CubeIDE是一体式多操作系统开发工具，是STM32Cube软件生态系统的一部分。

STM32CubeIDE是一种高级C/C++开发平台，具有STM32微控制器和微处理器的外设配置、代码生成、代码编译和调试功能。它基于Eclipse®/CDT™框架和用于开发的GCC工具链，以及用于调试的GDB。它支持集成数以百计的现有插件，正是这些插件使Eclipse® IDE的功能趋于完整。

STM32CubeIDE集成了STM32CubeMX的STM32配置与项目创建功能，以便提供一体化工具体验，并节省安装与开发时间。在通过所选板卡或示例选择一个空的STM32 MCU或MPU，或者预配置微控制器或微处理器之后，将创建项目并生成初始化代码。在开发过程的任何时间，用户均可返回外设或中间件的初始化和配置阶段，并重新生成初始化代码，期间不会影响用户代码。

STM32CubeIDE包含相关构建和堆栈分析仪，能够为用户提供有关项目状态和内存要求的有用信息。

STM32CubeIDE还具有标准和高级调试功能，其中包括CPU内核寄存器、存储器和外设寄存器以及实时变量查看、串行线传输监测器接口或故障分析器的视图。

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所有功能:

• 通过STM32CubeMX来集成服务：STM32微控制器、微处理器、开发平台和示例项目选择引脚排列、时钟、外设和中间件配置项目创建和初始化代码生成具有增强型STM32Cube扩展包的软件和中间
• 基于Eclipse®/CDT™，支持Eclipse®插件、GNU C/C++ for Arm®工具链和GDB调试器
• STM32MP1 系列：支持OpenSTLinux项目：Linux支持Linux
• 其他高级调试功能包括：CPU内核、外设寄存器和内存视图实时变量查看视图系统分析与实时跟踪(SWV)CPU故障分析工具支持RTOS感知调试，包括Azure
• 支持ST-LINK（意法半导体）和J-Link (SEGGER)调试探头
• 从Atollic® TrueSTUDIO®和AC6 System Workbench for STM32 (SW4STM32)导入项目
• 支持多种操作系统：Windows®、Linux®和macOS®，仅限64位版本

2.12 安装与汉化：最强汉化

自己下载安装就行了，官网应该是可以直接进去的，并且支中文、英文、日文。记得不要光下载软件，没事多浏览浏览官网，总会有意想不到的收获。

安装（开发软件安装路径不要有中文，这个不用说了，其他选择默认就行了，需要xxx信任xxx的，选择信任就行了）之后，默认是英文的，如图所示：

上图界面是默认打开的information center，它是Help菜单下的第一个选项。主要显示一些新闻、相关连接、还有工程的快捷创建（左侧）。

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如果你习惯英文，就很好。如果有的选项看不懂，可以汉化一下。IDE的设置选项里面没有语言切换，但是前面讲过，它是基于Eclipse开发的，所以可以通过eclipse的插件功能，来安装中文语言支持包。

Eclipse自己有一个Babel项目，它的目的是让Eclipse支持多种语言，包括中文。

Babel项目提供了以下功能：

• 语言包，可以让用户下载和安装不同语言的Eclipse界面，包括菜单、对话框、提示等。
• 翻译工具，可以让用户参与Eclipse项目的翻译工作，为自己喜欢的语言贡献力量。
• 翻译测试，可以让用户检查和评估Eclipse项目的翻译质量和一致性。

项目页面：https://eclipse.dev/babel/downloads.php（如果某一天链接失效了，可以去Eclipse官网直接搜索Babel）

这个页面会告诉你如何安装语言包（language packs），在STM32CubeIDE中的操作步骤是：

1. 复制Babel项目页面的最新仓库地址，现在是：https://download.eclipse.org/technology/babel/update-site/latest/
2. 点击IDE的Help菜单，点击Install New Software…选项，点击Add，自定义一个名称，输入url，把刚才的仓库连接添加进去。
3. 选择添加的仓库，等待加载相关的插件。
4. 找到Babel Languagetool Packs in Chinese（simplified），先全选，然后展开，取消勾选....rt.rap....这个语言包，如果安装了这个包的话，会导致欢迎页面报错。
   
5. 然后下一步安装就行，中间会有提示信任XXX的，选择信任继续安装即可，关闭安装界面，会在IDE的右下角看到进度，安装完了会要求重启软件已生效。
6. 注意：你可以只选择语言包里面的…for Eclipse…这一个语言包，会快一点，安装后大部分内容会变成中文（因为基于eclipse），不过也够用了。无论是否全部安装，都不会100%汉化，因为Babel是Eclipse的语言与翻译项目，不是针对STM32CubeIDE的。

当然了，你也可以直接从Babel官网下载语言包，然后在Add那里选择本地即可，不推荐。

如果你去看别人的文章，基本都是丢一个2019的链接，或者镜像库的链接，基本都不是最新的，不过应该也能用。

最大程度汉化后，应该是这样的：

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熟悉软件后，可以卸载这些语言包，用原生的英文界面：

1. 打开STM32CubeIDE，点击[Help] > [Install New Software…]，打开安装向导。
2. 点击[What is already installed?]（这个选项位于页面中下，蓝色超链接），打开已安装的软件列表。
3. 在列表中找到不要的包，选中它，然后点击[Uninstall…]，开始卸载过程。
4. 按照提示完成卸载操作，最后重启STM32CubeIDE，即可恢复英文界面。

2.2 STM32CubeMX

2.21 简介

STM32CubeMX 是一款图形工具，可帮助开发人员生成初始化微控制器及其应用程序的代码。

用户可以通过一个界面来配置 MCU 的引脚排列并解决冲突，以及设置硬件外设和中间件。用户还可以配置时钟树并受益于自动执行特定计算的向导。

该工具还可以帮助选择 MCU 或 MPU 并下载其软件包。因此，它通常是与开发人员的第一个接触点。该工具可在 STM32CubeIDE 中使用或作为独立下载使用。

STM32CubeMX 还为开发人员的其他工作提供帮助。例如，找到正确的文档可能很棘手，尤其是对于如此庞大的库。ST 以其丰富的文档而闻名，合作伙伴告诉我们，这是他们选择我们器件的原因之一。因此， STM32CubeMX 独立版本中提供了教程视频，以帮助开发人员搜索信息。例如，提供有关如何配置时钟树、引脚或不同软件功能的内容。

2.22 与 keil 的 RTE 比较

keil 的 Runtime Environment，在前面的文章中已经详细介绍过了，可以自行查看。

STM32CubeMX和keil的RTE是两种不同的STM32开发环境，它们各有优缺点 。

• STM32CubeMX是ST意法半导体推出的一款图形化配置工具，可以帮助您快速生成初始化代码，配置外设、时钟和引脚，使用HAL/LL库或标准库进行开发。它可以与多种IDE集成，包括keil、IAR、STM32CubeIDE等。

• keil是一款老牌的通用嵌入式开发环境，支持多种MCU，包括51、ARM Cortex M0-7等。它有着强大的调试能力，可以进行在线仿真或离线模拟，观察CPU寄存器、内存数据、变量数据等信息。它也提供了丰富的开发库，可以通过pack manage下载使用。但它也有一些缺点，比如收费、不跨平台、没有UI界面对主题和插件的支持、代码提示功能不够智能等。

• RTE是keil提供的一种软件组件管理框架，可以帮助您选择和配置需要的软件组件，比如CMSIS、Device Drivers、Middleware、RTOS等。它可以与STM32CubeMX协同工作，将STM32CubeMX生成的代码导入到keil中，并使用RTE进行软件组件管。

综上所述，STM32CubeMX和keil的RTE比较起来，有以下几点区别：

• STM32CubeMX是一种图形化配置工具，而keil的RTE是一种软件组件管理框架。
• STM32CubeMX可以与多种IDE集成，而keil的RTE只能在keil中使用。
• STM32CubeMX可以快速生成初始化代码，而keil的RTE可以用来选择和配置需要的软件组件。
• STM32CubeMX和keil的RTE都可以使用HAL/LL库或标准库进行开发，但STM32CubeMX提供了更多的第三方库支持。

三、STM32CubeProgrammer

3.1 简介

STM32CubeProgrammer（STM32CubeProg）是一款用于编程STM32产品的全功能多操作系统软件工具。

它通过调试接口（JTAG和SWD）和bootloader接口（UART、USB DFU、I2C、SPI和CAN）提供了一个易用高效的环境，用于读取、写入和验证设备内存。

STM32CubeProgrammer提供了广泛的功能，可对STM32内部存储器（如Flash、RAM和OTP）以及外部存储器进行编程。

STM32CubeProgrammer还允许选择编程和上传、编程内容验证以及通过脚本自动编程。

STM32CubeProgrammer提供了GUI（图形用户界面）和CLI（命令行界面）版本。

所有功能：

• 擦除、编程、查看和验证设备Flash存储的内容
• 支持Motorola S19、Intel HEX、ELF，以及二进制格式
• 支持调试和自举程序接口：
• ST-LINK调试探针（JTAG/SWD）
• UART、USB DFU、I2C、SPI，以及CAN自举程序接口
• 对外部存储器进行编程、擦除和验证操作，而外部Flash加载程序示例可以帮助用户为特定的外部存储器开发加载程序
• 自动完成STM32编程（擦除、验证、编程、配置选项字节）
• 支持OTP存储编程
• 支持对选项字节编程和配置
• 提供命令行界面，通过脚本处理实现自动化
• ST-LINK固件升级
• 支持通过“STM32 trusted package creator”工具创建安全固件
• STM32MP1系列外设启动和刷写
• 支持对STM32WB系列进行OTA编程
• 支持多种操作系统：Windows、Linux、macOS

3.2 与 Keil 的 download 功能比较

功能	keil里面的download功能	STM32CubeProgrammer
支持的接口	ST-LINK或J-LINK等调试器	JTAG、SWD、UART、USB DFU、I 2 C、SPI、CAN等
支持的存储器	STM32的内部Flash或RAM	STM32的内部Flash、RAM、OTP以及外部存储器
支持的文件格式	Motorola S19, Intel HEX, ELF, and binary formats	Motorola S19, Intel HEX, ELF, and binary formats
支持的编程选项	无	选择编程和上传、编程内容验证、编程自动化等
支持的其他特性	无	OTA编程、安全固件创建、STM32MP1系列外设启动和闪存等

四、STM32CubeMonitor 系列

4.1 简介

STM32CubeMonitor系列工具能够实时读取和呈现其变量，从而在运行时帮助微调和诊断STM32应用。除了专业版本以外（电源、RF、USB-PD），多功能的STM32CubeMonitor还提供基于流量的图形化编辑器，以便轻松构建自定义操作面板和快速添加小部件，如计量、条形图和图表。借助非介入式监控，STM32CubeMonitor可保留应用的实时行为，并完美补充了执行应用分析的传统调试工具。

凭借远程监控和原生支持的多格式显示，STM32CubeMonitor使用户能够跨网络监控应用，同时测试多个设备，并在各种主机设备（如PC、平板电脑或手机）上执行可视化。此外，通过直接支持Node-RED®开源社区，STM32CubeMonitor支持无限的扩展选择以满足各种应用需求。

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STM32CubeMonitor系列工具的功能比较：

软件	功能
STM32CubeMonitor-Power	- 通过ST-LINK连接到STM32设备，实时监测功耗和电池寿命 - 支持多种电池类型和充放电模式 - 支持功耗数据的记录、重放和分析 - 支持自定义操作面板和小部件 - 支持远程监控和多格式显示
STM32CubeMonitor-RF	- 通过ST-LINK连接到STM32WL或STM32WB设备，实时监测无线性能 - 支持LoRaWAN、Sigfox、BLE、802.15.4等协议 - 支持无线数据的记录、重放和分析 - 支持自定义操作面板和小部件 - 支持远程监控和多格式显示
STM32CubeMonitor-USB-PD	- 通过ST-LINK连接到STM32G0或STM32G4设备，实时监测USB-PD协议 - 支持USB-PD 3.0规范，包括PPS、DRP、SRC、SNK等模式 - 支持USB-PD数据的记录、重放和分析 - 支持自定义操作面板和小部件 - 支持远程监控和多格式显示
STM32CubeMonitor	- 通过ST-LINK连接到任何STM32设备，实时读取和显示变量 - 支持直接采集模式或快照模式 - 支持变量数据的记录、重放和分析 - 提供基于流量的图形化编辑器，无需编程即可构建操作面板 - 提供大量的小部件，如计量、条形图和图表 - 支持多探头同时监测多个目标 - 支持远程监控和多格式显示 - 直接支持Node-RED开源社区

五、软件的实际使用：简单使用

简单的示例：使用STM32CubeIDE创建一个STM32F103C8T6的工程，实现点亮LED的功能。

5.1 完整步骤

步骤一：登录STM32账号

首先在IDE中登录ST的账号（没有先去官网注册），菜单栏最后一个myST ,登录成功后会显示Hello name。

这是必要步骤。

步骤二：创建工程

1. 打开STM32CubeIDE，选择一个工作区（workspace），也可以设置为每次都使用这个工作区，以后打开软件就不会有这个弹窗。

2. 然后点击[File]>[New]>[STM32 Project]，启动STM32工程向导。（或者直接在information center界面点击Start new STM32 project ）

3. 在弹出的对话框中，输入或选择目标MCU为STM32F103C8T6，然后点击[Next]。可以在前面加星标，方便以后创建工程的时候使用。
   

4. 在下一个对话框中，输入工程名称，选择目标语言为C，目标文件类型为Executable，工程类型为STM32Cube，然后点击[Next]。
   

5. 在下一个对话框中，选择所需的代码生成选项，例如是否复制所有用到的库文件到工程目录中，是否生成初始化代码等，然后点击[Finish]。
   

6. 现在会生成一些初始化代码，其中有一个是ioc文件,IOC是"Integrated Operation Center"（集成操作中心）的缩写。用于保存STM32微控制器的配置信息和项目设置，包括引脚、时钟、中断、外设、电源、FreeRTOS。
   

步骤三：配置引脚

1. 默认会打开STM32CubeMX窗口（xxx.ioc），在这里可以配置外设、时钟、中间件和功耗。由于本文只需要点亮LED，所以只需要配置GPIO引脚即可。本文使用的是PC13引脚连接LED。
   • 在Pinout & Configuration选项卡中，在pinout view视图中点击PC13，设置为GPIO_Output（默认为Output Push Pull），然后右键Enter User Label，将GPIO port命名为LED。（也可以继续在左侧点击GPIO进行更多设置）
     

步骤四：配置时钟

使用核心板上的高速外部晶振HSE。

1. 在Pinout & Configuration选项卡中，选择system Core 下面的RCC，将HSE的状态设置为：Crystal/Ceramic Resonator。
   
2. 在Clock Configuration选项卡中配置时钟源和时钟频率。具体步骤如下：
   • 在HSE处选择Crystal/Ceramic Resonator，表示使用外部晶体振荡器作为HSE时钟源。
   • 在PLL Source Mux处选择HSE，表示使用HSE作为PLL的输入时钟源。
   • 在PLL MUL处选择9，表示将PLL的输入时钟乘以9倍，得到72 MHz的输出时钟。
   • 在SYSCLK Mux处选择PLLCLK，表示使用PLL的输出时钟作为系统时钟。
   • 在AHB Prescaler处选择/1，表示不分频系统时钟，得到72 MHz的AHB总线时钟。
   • 在APB1 Prescaler处选择/2，表示将AHB总线时钟分频2倍，得到36 MHz的APB1总线时钟。
   • 在APB2 Prescaler处选择/1，表示不分频AHB总线时钟，得到72 MHz的APB2总线时钟。
     

步骤五：生成代码

1. 然后点击Project Manager选项卡，在Code Generator选项中勾选Generate peripheral initialization as a pair of ‘.c/.h’ files per （生成外设初始化源文件和头文件）。
2. ctrl s，生成代码。
   

步骤六：编写用户代码并编译

1. 回到STM32CubeIDE中，在Core/Src/main.c文件中，在main函数中，找到while(1)循环，在其中添加如下代码：

HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, GPIO_PIN_13); // 翻转LED状态
HAL_Delay(300); // 延时300毫秒

2. 点击工具栏上的编译图标（锤子形状），编译工程。如果没有错误或警告，就可以将程序烧录到目标板上。
   

步骤七：调试与下载

1. 更新ST-Link固件。

   • 把ST-Link与MCU断开连接，然后插到电脑上；
   • 点击菜单栏的帮助下面的ST-Link更新；
   • 按照指示更新即可
     

2. 点击运行或者调试按钮，都会将程序下载到MCU。如果你不需要调试，就点击运行。
   

5.2 拓展

默认是生成elf文件的，它与hex的区别是：

文件格式	文件类型	文件内容	文件用途
elf	二进制	代码、数据、符号表、重定位信息等	调试、链接、烧录
hex	文本	代码、数据、校验和等	烧录

如果要生成hex文件，可以在项目名称上右击，点击属性，按照如下设置：

也可以使用STM32CubeProgrammer下载程序：

1. 打开STM32CubeProgrammer，选择ST-LINK作为连接方式，点击Connect按钮，连接到目标芯片。
2. 在Erasing & Programming选项卡中，点击Browse按钮，选择要下载的hex或者elf文件。
3. 点击Start Programming按钮，开始下载程序到目标芯片中。

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把 永 远 爱 你 写 进 诗 的 结 尾 ~