【STM32开发笔记】搭建VSCode+PyOCD的STM32开发环境

本文将介绍如何在Windows系统上搭建基于VSCode和PyOCD的开发环境，具体包括如下软件：

• STM32CubeMX，用于修改配置，以及生成代码；
• VSCode，用于编辑源代码文件；
• Arm GNU Toolchain，用于源代码编译为目标文件；
• Make for Windows，用于根据Makefile调用编译命令；
• Python，PyOCD依赖Python，需要先安装；
• PyOCD，用于固件下载，以及gdb调试；

标题为了简短只写了VSCode和PyOCD，实际上需要使用以上六个软件。

本文部分章节以STM32U083RC为例，由于PyOCD可以支持的MCU类型非常多；因此该方法不仅仅只适用于这一款MCU，而是适用于所有STM32的MCU（凡是PyOCD命令能够找到支持包的CMU均可以支持）。由于VSCode和PyOCD等软件都是跨平台的，因此本文介绍的方法同样适用于Linux系统和MacOS系统，仅需少量步骤调整。

一、安装软件

接下来介绍如何安装上述六个软件，如果部分软件你已经安装了，则可以跳过相关介绍。

1.1 安装STM32CubeMX

下载页面： https://www.st.com.cn/zh/development-tools/stm32cubemx.html

ST官网需要注册之后，才能下载。

1.2 安装VSCode

下载页面： https://code.visualstudio.com/Download

VSCode可以直接下载，不需要注册。

1.3 安装Arm GNU Toolchain

Arm GNU Toolchain 10.3-2021.10版本下载页面：https://developer.arm.com/downloads/-/gnu-rm

最新的版（13.3）下载页面： https://developer.arm.com/downloads/-/arm-gnu-toolchain-downloads

10.3 或者 13.3 都可以，实测发现10.3生成的代码体积稍微小一点点，都可以运行。

下载exe或者zip解压都可以，需要注意的是：

• exe安装过程中需要勾选添加到PATH环境变量；
• zip解压后，需要手动将arm-none-eabi-gcc.exe所在目录添加到PATH环境变量；

安装完成后，打开新的cmd窗口，执行如下命令：

arm-none-eabi-gcc --version

命令输出类似如下版本信息，即表示PATH环境变量配置成功：

1.4 安装Make for Windows

Make for Windows下载页面：https://gnuwin32.sourceforge.net/packages/make.htm

安装完成后，需要手动将make.exe所在目录，添加到PATH环境变量。

类似的，添加成功后，新打开cmd窗口，可以执行如下命令：

make --version

命令输出类似如下版本信息，即表示PATH环境变量配置成功：

1.5 安装Python

Python下载页面： https://www.python.org/downloads/

安装过程中记得勾选：Add Python to environment variables

安装完成后，可以执行如下命令测试是否正常加入环境变量：

成功输出版本信息，即表示PATH环境变量配置成功。

设置pip镜像站：

pip config set global.index-url https://mirrors.ustc.edu.cn/pypi/web/simple
pip config set global.trusted-host mirrors.ustc.edu.cn
pip config set global.timeout 120

1.6 安装PyOCD

打开cmd窗口，执行如下命令，安装PyOCD：

pip install pyocd

安装过程输出如下：

安装完成后，执行pyocd命令：

输出了PyOCD具体使用方法，即表示安装成功。

二、安装插件

2.1 VSCode插件

VSCode需要安装的插件：

• C/C++ Extension Pack，用于支持C/C++语法高亮、代码提示；
• Cortex-Debug，用于支持Arm Cortex-M内核MCU的调试；
• Makefile Tools，用于支持Makefile语法高亮、执行构建；

在VSCode的插件栏搜索即可安装，没啥难度。

2.2 PyOCD支持包

PyOCD需要安装STM32U0xx支持包，才能进行STM32U083调试，具体过程如下。

首先，搜索STM32U08RC：

接着，安装STM32U0xx支持包：

安装成功后，将开发板通过USB线与PC连接，运行pyocd list命令：

如果没有问题，则可以显示设备。

三、创建项目

3.1 创建STM32CubeMX项目

1. 打开STM32CubeMX之后，通过菜单File→New Project开始创建项目，在弹出的界面中：

• 在Commercial Part Number栏中输入STM32U083RC；
• 在MCUs/MPUs List下方选中STM32U083RCTx；
• 点击右上角Start Project按钮；

1. 默认使用的是内部16MHz HSI作为时钟源，可以不用修改：

3.2 查阅原理图

NUCLEO-U083RC开发板原理图下载链接：https://www.st.com.cn/resource/en/schematic_pack/mb1932-u083rc-b01-schematic.pdf

查阅开发板原理图文件，找到LED的部分：

可以看到，PA5可以控制LED的亮灭。

3.3 修改引脚功能

1. 在Pinout View中找到PA5，并将其功能设置为GPIO_Output，如下图所示：

1. 按Ctrl+S保存，选中合适的文件夹路径进行保存，例如我选中的E:\DIY\STM32U083\LedBlink。

3.4 生成Makefile项目

1. 切换到Project Manager标签页，选择Toolchain/IDE选择 Makefile，如下图所示：

1. Code Generator部分，选中Generate peripheral initialization as a pair of ‘.c/.h’ per peripheral，如下图：

1. 点击右上角的Gnerate Code开始生成代码，生成完成后弹窗如下：

1. 点击Open Folder打开目录，可以看到生成的文件内容如下：

四、编辑/编译/下载/调试

4.1 修改代码

修改main.c代码，将在开头的USER CODE BEGIN Includes代码段改为：

将main函数的循环修改为：

4.2 编译代码

VSCode打开文件夹之后，点击Makefile插件的“生成文件”按钮，开始执行make命令：

命令执行的最后，可以看到RAM和Flash占用数据的输出：

4.3 下载固件

使用如下命令，将编译的固件下载到开发板上：

pyocd flash -t STM32U083RCTx -f 1000000 build\LedBlink.bin

命令执行过程中会输出进度条：

执行完成后，会输出下载速度。

4.4 调试设置

如下图所示，依次点击调试按钮，创建luanch.json，Cortex Debug：

则会创建一个新的lunch.json文件：

修改executable、serverType，并添加targetId属性：

保存，到这里调试配置就设置完成了。

4.5 断点调试

打开main.c，在循环中打下断点：

此时，按F5键，或者点击Debug标签页上的调试按钮：

就可以开始调试了。

默认的断点是main函数：

直接F5继续，则可以运行到刚刚打下的断点处：

好了，一切正常，可以顺利的进行开发了。

五、参考链接

1. STM32CubeMX下载页面： https://www.st.com.cn/zh/development-tools/stm32cubemx.html
2. VSCode下载页面： https://code.visualstudio.com/Download
3. Arm GNU Toolchain 10.3下载页面： https://developer.arm.com/downloads/-/gnu-rm
4. Arm GNU Toolchian 最新13.3下载页面： https://developer.arm.com/downloads/-/arm-gnu-toolchain-downloads
5. Make for Windows下载页面：https://gnuwin32.sourceforge.net/packages/make.htm
6. Python下载页面： https://www.python.org/downloads/
7. PyOCD主页：https://pyocd.io/
8. NUCELO-U083RC开发板介绍页面： https://www.st.com.cn/zh/evaluation-tools/nucleo-u083rc.html
9. NUCELO-U083RC开发板原理图： https://www.st.com.cn/resource/en/schematic_pack/mb1932-u083rc-b01-schematic.pdf