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全面解读STM32生态环境,介绍、下载安装、使用教程等

2023-04-23 14:12
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作者:strongerHuang

微信公众号:strongerHuang


STM32能被这么多开发者认可,它的强大生态系统起了关键作用。本文围绕STM32生态各软件工具进行相关描述,其中包含一些技术细节。
一、STM32生态系统总预览STM32提供了全套开发工具,以及开发所需的软件包,下面看一张图,从全局来了解STM32生态系统工具和软件:

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主要分为两大类:1.软件工具:即左边部分的STM32CubeMX、 CubeIDE、 CubeProgrammer、 CubeMontor等。
2.嵌入式软件包:STM32CubeMCU Packages 和 扩展软件包CubeExpansions.


STM32Cube生态系统几个特点:

  • 免费自由使用;

  • 接口一致,方便移植

  • 可裁剪、可扩展

  • 易使用和理解

  • 节约开发时间和成本

  • ······

(当然,这是我自己总结的特点,其实还有很多,欢迎补充)

下面进一步详细描述各工具和软件包的内容。

二、STM32CubeMXSTM32CubeMX早在2014年就推出了,但早期的STM32CubeMX和HAL相对现在Bug更多,使用也不方便。再加上用户习惯了标准外设库,所以早期推出STM32CubeMX时,用户并不买账。
因此,为了推广STM32CubeMX,以及让更多用户使用STM32CubeMXST在14、15年逐渐停止了对各MCU标准外设库的更新和维护,让用户转向了HAL和LL库。

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STM32CubeMX是一个图形化的软件配置工具,使用图形向导可以生成STM32初始化代码工程。

STM32CubeMX特性:

1.直观的选择 STM32 微控制器(MCU)和微处理器(MPU)


2.丰富易用的图形化界面:

-自动解决配置冲突

-具有参数约束动态验证的外设和中间件功能模式

-时钟树与配置的动态验证

-功耗预测


3.生成初始化代码工程,包含:EWARM、 MDK-ARM、 TureSTUDIO、 SW4STM32等。


4.针对部分MPU生成Linux设备树。


5.可独立运行在Windows、Linux和macOS上使用,或作为 Eclipse 插件使用。


当然,更多介绍可以参看我的文章:STM32CubeMX系列教程01_STM32Cube产品介绍
也可以参看官网最新的介绍:www.st.com/stm32cubemx
当然,STM32CubeMX的使用教程,可以参看我的专栏:STM32CubeMX系列教程
三、STM32CubeIDESTM32CubeIDE推出的时间是在19年4月左右,但它的发展历程却有很久了。
STM32CubeIDE的发展要从早期 Atollic 的 TrueSTUDIO 说起,早期的 TrueSTUDIO 是 Atollic公司针对嵌入式开发的一套IDE工具(类似Keil、 IAR)。
在2017年12月的时候,ST收购了Atollic公司,然后TrueSTUDIO for STM32就这样诞生了。
直到2019年4月份,ST正式推出了STM32CubeIDE,简单说就是TrueSTUDIO for STM32的“升级版本,只是这个“升级版本”变化有点大。
这里推荐参看我之前分享过的一篇文章:从TrueSTUDIO迁移到STM32CubeIDE只需要简单几步
下面通过一张图来了解STM32CubeIDE的发展历史:

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STM32CubeIDE是一个多功能的集成开发工具(IDE),集成了TrueSTUDIO和STM32CubeMX,它是STM32Cube软件生态系统的一部分。

它是一个先进的C/C++开发平台,具有STM32微控制器的IP配置、代码生成、代码编译和调试功能等。
官方地址:https://www.stmicroelectronics.com.cn/en/development-tools/stm32cubeide.html
更多可以参看我之前分享过的文章:STM32CubeIDE介绍、下载安装,配置生成代码,在线调试
四、STM32CubeProgmmerSTM32CubeProgmmer之前也有一段很长的历史,早期的ST芯片下载工具是 STVP(ST Visual Programmer) ,可能2010年之前的工程师比较熟悉这款工具,但后面的逐渐被ST-LINK Utility取代了。
ST-LINK Utility应该现在很多工程师都还在用,但官方也是用STM32CubeProgmmer替代了ST-LINK Utility,同时也停止了对ST-LINK Utility的更新。
这里介绍可以参看我之前分享的一篇文章:STVD、STVP、ST-LINK utility这些工具你了解吗?1ac56a5ff5f4a942e8a6b8c0b20eb5.png
STM32CubeProgrammer有很多地方和ST-LINK Utility相似,但新引入了一些功能,比如安全编程(secure programming)。

这里可以参看文章:几点关于STM32CubeProgrammer的内容
五、STM32CubeMonitorSTM32CubeMonitor是ST今年(2020推出的一款新的神器,是一款通过实时读取和显示变量来帮助调试和诊断STM32应用程序的工具。564658e6c2425370394db1758d98d1.jpg
STM32CubeMonitor也有一个发展历程,它的前生其实是STM Studio。它和STM Studio主要的功能就是监控,比如监控变量:6dfe8f7df6d60079bdabf277cd7851.gif

主要特征:

•基于图形流的编辑器,不需要编程来构建仪表板

•通过ST-LINK (SWD、JTAG协议)连接到任何STM32设备

•在目标应用程序运行时,在RAM中实时读取和写入变量解析来自应用程序可执行文件的调试信息

•直接获取模式或快照模式

•关注感兴趣的应用行为

•允许将数据记录到文件中并重播以进行详尽的分析

•通过可配置的显示窗口(如曲线和方框)和大量的小部件(如仪表、条形图和图表)提供定制的可视化多探头支持同时监控多个目标

•远程监控,本机支持多格式显示(PC、平板电脑、手机)

•直接支持Node-RED开放社区

•支持操作系统:Windows,Linux Ubuntu 和 macOS

(以上来自有道词典翻译,可能存在错误)


详细可以参看文章:STM32CubeMonitor介绍、下载、安装和使用教程


官网地址:

www.st.com/stm32cubemonitor


CubeMonitor扩展:

借助Node-RED开放社区,STM32CubeMonitor可提供丰富的扩展功能,可参看:

https://wiki.st.com/stm32mcu/wiki/STM32CubeMonitor_tool_suite_overview

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1.STM32CubeMonitor-RF

网址:

www.st.com/stm32cubemonrf


STM32CubeMonRF是STM32CubeMonitor-RF的缩写,它是一款用于监测无线设备的工具,目前主要用于监测STM32WB与蓝牙(BLE)和802.15.4设备的发送/接收性能。


2.STM32CubeMonitor-Pwwer

网址:

www.st.com/stm32cubemonpwr


STM32CubeMonPwr是STM32CubeMonitor-Power,是一款使开发人员能够快速分析目标板低功耗性能的工具。


3.STM32CubeMonitor-UCPD

网址:

www.st.com/stm32cubemonucpd


STM32CubeMonUCPD是STM32CubeMonitor-UCPD,是一款用于监视和配置USB Type-C和Power Delivery应用程序的工具。


六、STM32CubeMCU PackagesSTM32Cube生态的嵌入式软件包种类繁多,但分类比较明确,下面通过一张图来看下嵌入式软件包应用结构图:

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MCU Packages即MCU软件包,也是大家最常用、最熟悉的软件包:

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在STM32CubeMX软件包管理器中可以进行查看和(删除、增加)管理:

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MCU软件包还可以分两类:

  • 底层驱动HAL和LL

  • 中间层Middlewares


其中中间层有ST自家的、也有第三方的,种类比较多,比如:FreeRTOS、 FatFS、 LwIP、  Open Bootloader、 Bluetooth 5 stack、 Zigbee 3 stack、 USB Host & Device stacks等。


通过一张图全面了解MCU软件包:

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各包支持的情况:

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七、STM32ExpansionSTM32扩展包,也是STM32Cube生态系统其中的组成部分,STM32的扩展包有ST自家的,也支持第三方的扩展包。
比如:X-CUBE-AI、 X-CUBE-BLE1、 X-CUBE-NFC4······等很多很多。
下面进行分类一下:

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同样,可以在STM32CubeMX软件包管理器中可以进行查看和(删除、增加)管理:

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八、总结本文总结了STM32Cube生态目前(2020.10)所有的软件工具内容,以及描述相关细节内容。
STM32Cube生态的软件工具细节内容其实比较多,并不是所有都需要掌握,初学者可以从STM32CubeMX和MCU软件包(HAL)开始学起,然后一步一步拓展。

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作者黄工,高级嵌入式软件工程师,分享嵌入式软硬件、AIoT(物联网+人工智能)、单片机、通信技术、开发工具、半导体、芯片、电子、行业资讯等相关内容

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