第3章开发环境搭建

第3章开发环境搭建：Keil MDK安装与配置、STM32CubeMX初始化工程、J-Link调试器连接与测试

好，咱们正式开始动手了。这一章我带你搭好开发环境。说实话，环境搭建这事儿看着简单，但坑不少。我见过太多新手卡在这一步，一卡就是半天。咱们一步步来，稳一点。

3.1 Keil MDK安装与配置

Keil MDK，说白了就是咱们写代码、编译、下载、调试的一站式工具。我个人习惯用MDK 5.38版本，太新的版本有时候兼容性反而不好。

3.1.1 安装步骤

下载安装包：去Keil官网下载MDK-ARM。注意别下成C51了，那是给51单片机用的。
运行安装程序：一路Next就行。但我建议你改一下安装路径，别放C盘。我习惯放D:\Keil_v5。
安装器件支持包：这一步很多人会忘。装完MDK后，还得装你用的芯片的Pack。咱们用STM32F103，那就装Keil.STM32F1xx_DFP。
破解：嗯，这个你懂的。用注册机生成License，填进去就行。注意要以管理员身份运行Keil。

注意：破解时一定要关闭杀毒软件。我遇到过好几次，注册机被当成病毒直接删了。还有，License填完后重启一下Keil，不然可能不生效。

3.1.2 工程配置要点

装好后，咱们创建一个新工程试试。打开Keil，Project -> New uVision Project。选好芯片型号，我这里选STM32F103C8。

然后会弹出一个Manage Run-Time Environment的窗口。这里我建议你只勾选最基础的组件，别一股脑全选上。咱们做Bootloader，用不到那么多外设库。

我的习惯配置：

CMSIS - CORE：必选
Device - Startup：必选
Device - StdPeriph Drivers：按需选，我一般只选GPIO、USART、Flash

3.1.3 编译器设置

工程建好后，点那个魔术棒图标（Options for Target）。这里有几个关键设置：

设置项	推荐值	说明
Target - ARM Compiler	V5.06 update 7 (build 750)	V6编译器优化太激进，容易出问题
Output - Select Folder for Objects	.\Objects	编译中间文件放这里，好管理
Listing - Select Folder for Listings	.\Listings	列表文件，调试时有用
C/C++ - Optimize	Level 0 (-O0)	调试阶段别开优化，不然单步执行会跳来跳去

我曾经在调试一个Bootloader的Flash写入函数时，开了-O2优化。结果单步执行时，代码顺序全乱了，根本看不出问题在哪。后来关了优化，一下子就定位到了bug。所以调试阶段，老老实实用-O0。

3.2 STM32CubeMX初始化工程

Keil装好了，接下来咱们用STM32CubeMX生成一个基础工程。这个工具能帮我们省去很多寄存器配置的麻烦。

3.2.1 新建项目

打开STM32CubeMX，点击New Project。
在Board Selector里搜STM32F103C8，或者直接在MCU Selector里选。
选好后，系统会问你要不要初始化所有外设。点Yes，但后面我们会删掉不需要的。

3.2.2 配置时钟树

时钟配置是重中之重。Bootloader对时序要求很严格，尤其是Flash操作。

我一般这样配：

HSE：8MHz外部晶振
PLL：9倍频，得到72MHz主频
APB1：36MHz（不能超过36MHz）
APB2：72MHz

小技巧：配置时钟时，CubeMX会实时显示当前频率。如果某个总线超频了，它会变红提示你。别硬着头皮点确定，先看看哪里配错了。

3.2.3 配置GPIO

咱们的Bootloader需要几个基本引脚：

USART1_TX (PA9)：输出
USART1_RX (PA10)：输入
Bootloader状态指示LED：随便选一个GPIO，比如PC13，推挽输出

在Pinout & Configuration里，找到USART1，Mode选Asynchronous。然后去GPIO标签页，把PA9和PA10的上下拉都设成No pull-up/pull-down。为什么？因为USART协议本身有起始位和停止位，不需要额外的上下拉。

3.2.4 生成代码

配置完成后，点Project -> Generate Code。这里要注意：

Toolchain / IDE选MDK-ARM V5
Firmware Package选你之前下载的版本
勾选Generate peripheral initialization as a pair of .c/.h files per peripheral

生成后，用Keil打开工程。你会看到CubeMX帮你生成了main.c、stm32f1xx_it.c等文件。别急着改，先编译一下，确保0 error 0 warning。

注意：CubeMX生成的代码里，HAL_Init()和SystemClock_Config()是自动调用的。但MX_USART1_UART_Init()需要你自己在main函数里调用。很多人忘了这步，结果串口死活不通。

3.3 J-Link调试器连接与测试

环境搭好了，代码生成了，接下来就是连上硬件，看看能不能跑起来。

3.3.1 硬件连接

J-Link和STM32开发板的连接很简单：

J-Link引脚	STM32引脚	说明
VTref	3.3V	目标板供电检测
GND	GND	共地
SWDIO	PA13 (SWDIO)	数据线
SWCLK	PA14 (SWCLK)	时钟线

我建议你用杜邦线连接，别焊死了。调试阶段经常要换板子，焊死了很麻烦。

3.3.2 Keil中配置调试器

回到Keil，点魔术棒 -> Debug标签页：

Use选择J-LINK / J-TRACE Cortex
点Settings，进入Cortex JLink/JTrace Target Driver Setup
Port选SW（不是JTAG，SWD只需要两根线）
Max Clock选4MHz（别选太高，容易不稳定）

然后点Flash Download标签页：

勾选Reset and Run
Programming Algorithm选STM32F10x Med-density Flash

关键一步：点Settings里的Auto Cllk，让Keil自动检测J-Link的时钟。我遇到过手动设成10MHz，结果调试器死活连不上。后来改成Auto，一切正常。

3.3.3 测试连接

配置好后，点Debug -> Start/Stop Debug Session。如果一切正常，你会看到：

J-Link指示灯变绿
Keil进入调试界面
代码停在main函数的开头

如果连不上，别慌。检查这几样：

开发板供电了吗？J-Link的VTref引脚有没有3.3V？
SWDIO和SWCLK有没有接反？
J-Link驱动装了吗？去SEGGER官网下个J-Link Software Pack。

我曾经有一次，折腾了半小时连不上。最后发现是J-Link的USB线接触不良。换了一根线，秒连。所以有时候问题不在软件，就在这些不起眼的硬件上。

3.3.4 简单测试程序

连上后，咱们写个简单的程序测试一下。在main函数里加几行：

HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_USART1_UART_Init();

while (1)
{
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
    HAL_Delay(500);
}

编译下载，如果看到板子上的LED以0.5秒间隔闪烁，说明环境搭建成功了。串口的话，用串口助手连上，发个数据看看能不能收到回显。

我的经验：第一次调试时，别急着跑复杂的Bootloader代码。先让LED闪起来，让串口发个"Hello World"。确认硬件链路没问题了，再往上加功能。这样出了问题，你能快速定位是硬件问题还是软件问题。

好，环境搭好了。下一章咱们开始写真正的Bootloader代码。到时候你会发现，环境搭得越稳，后面写代码越顺。

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