MyTetra Share
Делитесь знаниями!
Настройка VS Code + PlatformIO для программирования и отладки STM32F103 (Blue Pill) под Linux
Время создания: 06.04.2022 16:39
Текстовые метки: linux, stm32, STM32F103, STM32F103C8T6, blue pill, VS Code, Microsoft, PlatformIO, настройка, отладка, debug
Раздел: Компьютер - Аппаратное обеспечение - Микроконтроллеры ARM
Запись: xintrea/mytetra_syncro/master/base/1649252392gie6em4s08/text.html на raw.github.com

После долгих попыток настроить возможность работы с микроконтроллером STM32F103C8T6 в среде Qt Creator, и получив в конце концов очень неудобный и, можно сказать, неудовлетворительный результат, было решено попробовать другие свободные среды разработки. Здесь рассказывается о том, как настроить бесплатную IDE VS Code (Visual Studio Code) от компании Microsoft, распространяемую по открытой лицензии MIT.


Для контраста могу сказать, что для того, чтобы разобраться и настроить в Qt Creator возможность работать с микроконтроллером, у меня ушло более трех месяцев вечерних посиделок, в течении которых не раз опускались руки. И если бы я лично не знал человека, который смог настроить Qt Creator под похожий микроконтроллер, я бы считал эту задачу вообще невыполнимой. С VS Code удалось разобраться за два дня.



Пакеты Linux


Для установки и работы связки VS Code + PlatformIO необходимо, чтобы в системе были установлены следующие пакеты:



  • git
  • binutils-arm-none-eabi
  • gcc-arm-none-eabi
  • openocd
  • gdb-multiarch (этот пакет установит бинарник gdb-multiarch, который заменяет устаревшие бинарники пакета gdb-arm-none-eabi)


  • Не помешает так же наличие следующих пакетов:



  • libstdc++-arm-none-eabi-newlib
  • libnewlib-arm-none-eabi
  • picolibc-arm-none-eabi



Названия пакетов приведены для дистрибутива Debian Linux 11. В других дистрибутивах названия и состав пакетов может отличаться.



VS Code + PlatformIO


Легковестная (по меркам Microsoft, конечно) среда разработки VS Code имеет неплохую подсистему создания плагинов. И исторически так сложилось, что появилось сообщество разработчиков встраиваемых систем (embedded development), которые написали отличный плагин под названием PlatformIO. Это большой и развесистый плагин, который позволяет создать на основе VS Code среду разработки под микроконтроллеры. На момент написания этой статьи данный плагин поддерживает более тысячи плат с различными семействами микропроцессоров и контроллеров на борту.


Итак, VS Code можно взять с официального сайта:



https://code.visualstudio.com/download



Сразу предупрежу, что под Linux существуют сборки только под x86_64, если рабочая станция использует процессоры Intel или AMD. Надеюсь, 2022 году это не проблема.


Плагин PlatformIO устанавливается в разделе настроек плагинов:





Важно понимать, что такой режим установки PlatformIO возможен только при наличии доступа в Интернет на машине разработчика.



Установка PlatformIO без доступа в Интернет


Как установить данный плагин при отсутствии доступа в Интернет (некоторым разрабочикам это важно), пока непонятно. Возможно, помогут следующие ссылки:



https://platformio.org/install/ide?install=vscode


https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=platformio.platformio-ide


https://docs.platformio.org/en/latest//integration/ide/vscode.html#installation



На мысли наводит вот эта рекомендация:



Please note that you need to install a Git client if you are going to use Git for installing upstream development platforms, cloning external projects, installing library dependencies from a repository, etc.



То есть, для того, чтобы установился плагин PlatformIO, необходимо, чтобы на Linux-компьютере стоял Git-клиент. А это значит, что PlatformIO можно брать из официальных репозитариев на GtHub:



https://github.com/platformio



Вопрос только в том, какие конкретно проекты надо выкачивать, и как их подключать в VS Code.



Настройка openocd для китайской реплики STM32F103C8T6


Программа openocd - это надстройка над отладчиком GDB, которая используется, в частности, при подключении и отладке платы STM32F103C8T6 через ST-Link v.2 (SWD интерфейс). Именно через такой отладчик PlatformIO работает с платой.



Примерчание: проблема в том, что купить оригинальную плату STM32F103C8T6 (она же Blue Pill) - это достаточно нетривиальная задача. Раньше китайцы маркировали свои реплики как CS32F103C8T6, но с некоторого момента они стали писать STM32F103C8T6 прямо на чипах, которые на самом деле являются CS32F103C8T6. Такие платы имеют нестандатный idcode, и этим отличаются от оригинала.



Сервер отладки openocd в своей стандартной поставке не может работать с неоригинальными платами. Чтобы определить оргинальность, надо вставить в USB-порт компьютера плату STM32F103C8T6 через ST-Link v.2, и запустить команду:



openocd -f /usr/share/openocd/scripts/interface/stlink.cfg -f /usr/share/openocd/scripts/target/stm32f1x.cfg



Если команда выдаст ошибку:



Warn : UNEXPECTED idcode: 0x2ba01477

Error: expected 1 of 1: 0x1ba01477



Значит данная плата является китайской репликой. Многие разработчики говорят, что китайсткие реплики не так уж плохи, так что просто надо разобраться, как с ними работать.


Чтобы openocd нормально прделелял китайскую реплику, можно отредактировать файл /usr/share/openocd/scripts/target/stm32f1x.cfg. В начале этого файла, после директив source, необходимо добавить строку:



set CPUTAPID 0x2ba01477



После этого исправления, можно снова повторить запуск openocd. Если все настроено правильно, в консоль будет выдано примерно следующее:



Open On-Chip Debugger 0.11.0-rc2

Licensed under GNU GPL v2

For bug reports, read

http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.html

Info : auto-selecting first available session transport "hla_swd". To override use 'transport select <transport>'.

Info : The selected transport took over low-level target control. The results might differ compared to plain JTAG/SWD

Info : Listening on port 6666 for tcl connections

Info : Listening on port 4444 for telnet connections

Info : clock speed 1000 kHz

Info : STLINK V2J39S7 (API v2) VID:PID 0483:3748

Info : Target voltage: 2.434086

Info : stm32f1x.cpu: hardware has 6 breakpoints, 4 watchpoints

Info : starting gdb server for stm32f1x.cpu on 3333

Info : Listening on port 3333 for gdb connections



Можно нажать Ctrl+C для завершения данного процесса отладки, запускать VS Code и приступать к созданию нового проекта.



Создание первого проекта в VS Code


Для доступа к стартовому экрану PolatformIO можно воспользоваться двумя путями.


Путь первый:





Путь второй:





Для создания нового проекта нажимается кнопка New Project:





Для простоты, первый проект можно сделать с использованием библиотек Arduino. Библиотеки Arduino существуют не только для AVR-контроллеров, но и портированы на ARM-контроллеры, что обеспечивает практически такой же стиль написания кода, как и под всякие простые контроллеры вроде Arduino UNO.





В качестве платы лучше выбрать BluePill F103C8 (Generic), во всяком случае именно с такой настройкой заработала китайская реплика. Чем настройки BluePill F103C8 (Generic) отличаются от STM32F103C8 (20k RAM, 64k Flash) (Generic) - непонятно, на первый взгляд это одно и тоже.



Примечание: информацию о других традиционных библиотеках, можно найти на странице:



https://docs.platformio.org/en/latest/boards/ststm32/bluepill_f103c8.html?utm_source=platformio&utm_medium=piohome



Обычно, для более низкоуровневого взаимодействия с железом контроллера, используется библиотека CMSIS.



В созданном проекте файл main.cpp необходимо привести к виду:



#include <Arduino.h>


#define LED_BUILTIN PC13


void setup() {

pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);

}


void loop() {

digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH);

delay(250);

digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);

delay(250);

}



А файл platformio.ini, который находится в корне данного проекта, должен содержать следующие строки (здесь показаны настройки для китайской реплики STM32F103C8T6):



[env:bluepill_f103c8]

platform = ststm32


board = bluepill_f103c8


framework = arduino


; Change microcontroller

board_build.mcu = stm32f103c8t6


; Change MCU frequency

board_build.f_cpu = 72000000L


; Upload by stlink utility

upload_protocol = stlink

upload_flags = -c set CPUTAPID 0x2ba01477


; Setup debug server for China clone of STM32F103

debug_tool = stlink


debug_server =

openocd

-s /usr/share/openocd/scripts

-f interface/stlink.cfg

-c "transport select hla_swd"

-c "set CPUTAPID 0x2ba01477"

-f target/stm32f1x.cfg

-c "reset_config none"


board_debug.openocd_extra_args =

-c "set CPUTAPID 0x2ba01477"



Можно обратить внимание, что в данном конфиге даже можно задавать итоговую частоту, на которой должна работать плата. Правда, произвольное значение частоты задавать нельзя, т. к. для каждой платы существует ряд частот, которые она поддерживает в зависимости от возможности настройки делителей/умножителей (см. даташит). В данном конфиге задается максимальная штатная частота платы STM32F103C8T6 в 72MHz.



Компиляция, запуск, отладка


Если все сделано правильно, дальнейшие шаги должны производиться без проблем.


Компиляция, запуск и отладка производятся следующими кнопками:





Под запускам понимается заливка (upload) бинарника на плату и запуск его на исполнение. В результате светодиод на плате STM32F103C8T6 должен замигать.


Перед запуском отладки рекомендуется установить брекпоинт на ту строку, в которой должен произойти останов. При срабатывании брекпоинта можно идти по алгоритму по шагам, или запустить выполнение до следующей точки останова, в общем все классические действия отладчика работают прямо на плате, и все это контролируется компьютером разработчика.


Так же в этом разделе:
 
MyTetra Share v.0.58
Яндекс индекс цитирования