移動機器人技術(shù)-課件 項目4-任務(wù)1-STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用

項目四：移動機器人手動控制實踐STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用任務(wù)一：STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用課程目標(biāo)：一、熟悉STM32CubeMX開發(fā)環(huán)境的使用；二、熟悉KeilMDK5開發(fā)環(huán)境的使用；三、掌握新工程的聯(lián)合創(chuàng)建、編譯與調(diào)試。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用知識儲備一：STM32軟件開發(fā)平臺所謂的機器人軟件開發(fā)平臺，一般是指用來給多種機器人設(shè)備開發(fā)程序的軟件包，其采用預(yù)定義的函數(shù)和工具，并將它們編譯成能夠被專業(yè)經(jīng)驗較少的人容易使用的模塊。從這個角度來說，機器人軟件開發(fā)平臺旨在為不專門從事機器人編程的人提供創(chuàng)建程序所需的工具，并讓機器人執(zhí)行所需的功能和例程。（1）統(tǒng)一的編程環(huán)境；（2）統(tǒng)一的編譯執(zhí)行環(huán)境；（3）可重用的組件庫；（4）完備的調(diào)試/仿真環(huán)境；（5）對多種機器人硬件設(shè)備的“驅(qū)動支持”；（6）通用的常用功能控制組件，例如計算機視覺技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)和機械手臂控制等。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用知識儲備一：STM32軟件開發(fā)平臺機器人軟件開發(fā)平臺示例：（1）ROS（2）Gazebo（3）V-REP（4）Webots（5）MicrosoftRoboticsStudio（6）iRobotAWARE（7）……目前仍然沒有統(tǒng)一的平臺標(biāo)準(zhǔn)STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用知識儲備一：STM32軟件開發(fā)平臺KeilMDK5MDK源自德國的Keil公司，是RealViewMDK的簡稱。在全球，MDK被超過10萬的嵌入式開發(fā)工程師使用。2018年3月，Keil公司推出了MDK5.25正式版本，目前已更新至MDK5.37版本。本書采用的是MDK5.34，該版本使用uVision5IDE集成開發(fā)環(huán)境，是當(dāng)前針對ARM處理器，尤其是Cortex-M內(nèi)核處理器的常用開發(fā)工具。目前Keil公司有4款嵌入式軟件開發(fā)工具，即MDK-ARM、C51、C166、C251，都基于uVision集成開發(fā)環(huán)境，其中MDK-ARM是RealView系列中的一員。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用知識儲備一：STM32軟件開發(fā)平臺KeilMDK5目前Keil公司有4款嵌入式軟件開發(fā)工具，即MDK-ARM、C51、C166、C251，都基于uVision集成開發(fā)環(huán)境，其中MDK-ARM是RealView系列中的一員。KeilMDK5在以往的版本基礎(chǔ)上進行了重大修改，與之前的版本相比，最大的區(qū)別在于器件（SoftwarePacks）與編譯器（MDKcore）分離。也就是說，安裝好編譯器以后，編譯器里面沒有任何器件。因此對STM32進行開發(fā)，需要再下載STM32的器件安裝包。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用知識儲備一：STM32軟件開發(fā)平臺STM32CubeMXSTM32CubeMX是ST公司近幾年來大力推薦的一種芯片圖形化配置工具，其通過分步過程可以非常輕松地配置STM32微控制器和微處理器，以及為ArmCortex-M內(nèi)核或面向ArmCortex-A內(nèi)核的特定Linux設(shè)備樹生成相應(yīng)的初始化C代碼，減少開發(fā)者的開發(fā)時間和費用，提高開發(fā)效率。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用知識儲備一：STM32軟件開發(fā)平臺STM32CubeMX直觀的STM32微控制器和微處理器選擇豐富易用的圖形用戶界面，允許配置：支持自動沖突解決的引腳分配支持面向Arm?Cortex?-M內(nèi)核帶參數(shù)約束動態(tài)驗證的外設(shè)和中間件功能模式支持動態(tài)驗證時鐘樹配置帶功耗結(jié)果估算的功耗序列生成與面向ArmCortex-M內(nèi)核的IAREmbeddedWorkbench、MDK-ARM和STM32CubeIDE（GCC編譯器）兼容的初始化C代碼生成面向ArmCortex-A內(nèi)核（STM32微處理器）的部分Linux設(shè)備樹借助STM32PackCreator開發(fā)增強型STM32Cube擴展包將STM32Cube擴展包集成到項目中作為可在Windows、Linux和macOS操作系統(tǒng)和64位Java運行環(huán)境上運行的獨立軟件STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐一STM32CubeMX的下載安裝步驟1：進入STM32CubeMX官網(wǎng)的下載頁面（具體網(wǎng)址為/zh/development-tools/stm32cubemx.html#get-software），在“獲取軟件”部分根據(jù)個人電腦配置選取對應(yīng)的軟件下載，其中產(chǎn)品型號名稱中，若最后三個字母為Lin，則代表在Linux系統(tǒng)下使用，若為Mac，則代表Mac系統(tǒng)下使用，若為Win，則代表在Windows系統(tǒng)下使用。版本可以選擇GetLatest以下載最新版本的CubeMX使用，或在“Allversions”中按需選取過往版本。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐一STM32CubeMX的下載安裝步驟2：以CubeMX6.3.0為例，故在Allversions中選擇6.3.0點擊下載，后會出現(xiàn)軟件使用的許可協(xié)議，點擊“接受”后，會彈出“獲取軟件”對話框中，可以登陸/注冊后下載，也可以輸入姓名和電子郵件地址后直接下載，后期再登陸。當(dāng)填寫完姓名和電子郵件，并點擊下載后，會將下載地址以郵件的形式發(fā)送至剛填寫的郵箱，進入郵箱找到對應(yīng)的郵件，點擊“Downloadnow”即可下載。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐一STM32CubeMX的下載安裝步驟3：下載完成后，打開“en.stm32cubemx-win_v6-3-0”壓縮文件并解壓縮，運行SetupSTM32CubeMX-6.3.0-Win.exe可執(zhí)行文件，在STM32CubeMXInstallationWizard中點擊Next，選中Iacceptthetermsofthislicenseagreement后點擊Next，選中“IhavereadandunderstoodtheSTPrivacyPolicyandSTtermsofUse”后點擊Next，設(shè)置安裝路徑后點擊Next（如果沒有對應(yīng)文件夾，會提示創(chuàng)建），在Shortcuts快捷鍵部分可按默認(rèn)直接Next，等待安裝完成。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐一STM32CubeMX的下載安裝步驟3：下載完成后，打開“en.stm32cubemx-win_v6-3-0”壓縮文件并解壓縮，運行SetupSTM32CubeMX-6.3.0-Win.exe可執(zhí)行文件，在STM32CubeMXInstallationWizard中點擊Next，選中Iacceptthetermsofthislicenseagreement后點擊Next，選中“IhavereadandunderstoodtheSTPrivacyPolicyandSTtermsofUse”后點擊Next，設(shè)置安裝路徑后點擊Next（如果沒有對應(yīng)文件夾，會提示創(chuàng)建），在Shortcuts快捷鍵部分可按默認(rèn)直接Next，等待安裝完成。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐一STM32CubeMX的下載安裝步驟3：下載完成后，打開“en.stm32cubemx-win_v6-3-0”壓縮文件并解壓縮，運行SetupSTM32CubeMX-6.3.0-Win.exe可執(zhí)行文件，在STM32CubeMXInstallationWizard中點擊Next，選中Iacceptthetermsofthislicenseagreement后點擊Next，選中“IhavereadandunderstoodtheSTPrivacyPolicyandSTtermsofUse”后點擊Next，設(shè)置安裝路徑后點擊Next（如果沒有對應(yīng)文件夾，會提示創(chuàng)建），在Shortcuts快捷鍵部分可按默認(rèn)直接Next，等待安裝完成。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐一STM32CubeMX的下載安裝步驟3：下載完成后，打開“en.stm32cubemx-win_v6-3-0”壓縮文件并解壓縮，運行SetupSTM32CubeMX-6.3.0-Win.exe可執(zhí)行文件，在STM32CubeMXInstallationWizard中點擊Next，選中Iacceptthetermsofthislicenseagreement后點擊Next，選中“IhavereadandunderstoodtheSTPrivacyPolicyandSTtermsofUse”后點擊Next，設(shè)置安裝路徑后點擊Next（如果沒有對應(yīng)文件夾，會提示創(chuàng)建），在Shortcuts快捷鍵部分可按默認(rèn)直接Next，等待安裝完成。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐二KEILMDK5的下載安裝步驟1：進入Keil公司官網(wǎng)（/），點擊Downloads，再點擊MDK-Arm，填完信息后點擊Submit，最后點擊MDK534.exe進行下載（本書為MDK534，現(xiàn)最新版本為MDK537）。①點擊Downloads②點擊MDK-ArmSTM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐二KEILMDK5的下載安裝步驟1：進入Keil公司官網(wǎng)（/），點擊Downloads，再點擊MDK-Arm，填完信息后點擊Submit，最后點擊MDK534.exe進行下載（本書為MDK534，現(xiàn)最新版本為MDK537）。③填完信息后點擊submit④點擊MDK536.exe下載STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐二KEILMDK5的下載安裝步驟2：下載完成后，點擊MDK534.exe安裝，在彈出的SetupMDK-ARMV5.34安裝向?qū)е邢赛c擊Next，然后選中IagreetoallthetermsoftheprecedingLicenseAgreement后點擊Next，確定安裝路徑（該路徑可以自定義修改，但必須確保安裝路徑中不可有中文）后點擊Next安裝，完成后點擊Finish即可。①點擊Next②點擊Iagree后點擊NextSTM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐二KEILMDK5的下載安裝步驟2：下載完成后，點擊MDK534.exe安裝，在彈出的SetupMDK-ARMV5.34安裝向?qū)е邢赛c擊Next，然后選中IagreetoallthetermsoftheprecedingLicenseAgreement后點擊Next，確定安裝路徑（該路徑可以自定義修改，但必須確保安裝路徑中不可有中文）后點擊Next安裝，完成后點擊Finish即可。③安裝路徑可改（但注意路徑中不可有中文），后點擊Next安裝，完成后點FinishSTM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐二KEILMDK5的下載安裝步驟3：在KeilMDK環(huán)境安裝完成后，進入設(shè)備包網(wǎng)頁（/dd2/），選中STMicroelectronics–STM32F4Series–STM32F407ZE–STM32F407ZETx，在出現(xiàn)的頁面中點擊Download，同意協(xié)議后，下載Keil.STM32F4xx_DFP.2.XX.X運行并安裝。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐三使用STM32CubeMX和MDK5建立新工程步驟1：打開STM32CubeMX軟件，在File選項中選擇NewProject。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐三使用STM32CubeMX和MDK5建立新工程步驟2：在彈出的“NewProject”界面中選擇合適的芯片，可以采用搜索的功能，本例以STM32F407ZE為搜索對象，在界面右下部分選中STM32F407ZETx芯片后點擊右上角的StartProject按鈕。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐三使用STM32CubeMX和MDK5建立新工程步驟3：在彈出新界面的左半部分找到SystemCore，展開點擊RCC，將RCCModeandConfiguration中的HighSpeedClock（HSE）配置為Crystal/CeramicResonator。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐三使用STM32CubeMX和MDK5建立新工程步驟4：選擇SYS，在SYSModeandConfiguration中選擇SerialWire，該調(diào)試方法為SWD調(diào)試法，如果需要JTAG調(diào)試的，可對應(yīng)選取。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐三使用STM32CubeMX和MDK5建立新工程步驟5：選擇GPIO，在Pinoutview中選擇PB13引腳（LED1引腳），將其設(shè)置為GPIO_Output。配置完成后可在GPIOModeandConfiguration部分看到所有的GPIO配置，選中任意PB13引腳，可再進行具體配置，如PB13為推挽輸出還是開漏輸出等，還可以通過UserLabel自定義接口名。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐三使用STM32CubeMX和MDK5建立新工程步驟5：選擇GPIO，在Pinoutview中選擇PB13引腳（LED1引腳），將其設(shè)置為GPIO_Output。配置完成后可在GPIOModeandConfiguration部分看到所有的GPIO配置，選中任意PB13引腳，可再進行具體配置，如PB13為推挽輸出還是開漏輸出等，還可以通過UserLabel自定義接口名。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐三使用STM32CubeMX和MDK5建立新工程步驟6：點擊頂部的ClockConfiguration，進行主頻配置。將InputFrequency配置為12，選中HSE，配置/M為/6，配置*N為X168，配置/P為/2，選中PLLCLK，配置APB1Prescaler為/4，配置APB2Prescaler為/2。STM32集成開發(fā)環(huán)境的安裝與應(yīng)用工程實踐三使用STM32CubeMX和MDK5建立新工程步驟7：點擊頂部的ProjectManager，在Project選項卡中將ToolChain/IDE選擇為MDK-ARM，MinVersion選擇為V5.32（如果使用低于5.32版本的KEILMDK環(huán)境，請相應(yīng)選擇更低版本）。在