替代STM32的GD32，替代KEIL的Eclipse配置---连载1

替代STM32的GD32，替代KEIL的Eclipse配置---连载1
前言

GD32替代STM32原因：

（1）前段时间stm32系列芯片涨价厉害，只能用国产替代，管脚兼容的并且做的不错的只有兆易创新的GD32；

（2）国产化是个趋势，最好在stm32禁止之前替代掉，符合现在的困境。

Eclipse替代KEIL原因：

（1）KEIL和IAR都是商业软件，用的久了就会收钱，没有办法的事情，关键是还很贵；

（2）还是国产化的原因，将来软件不让用了，你也是干着急。

所以：STM32替换成了国产的GD32，KEIL替换成了开源的eclipse。

不用ST自带的IDE原因：

（1）用途有限。ST自带的IDE（编译软件）用起来也很方便，但是仅仅支持ST的芯片，如果换个芯片还是卡脖子。

（2）ST自带的IDE也是基于eclipse的，所以抱薪救火不如釜底抽薪，直接用开源的得了。加上eclipse在LINUX上也能用，将来WINDOWS不让用了，也可以搞定这个东西。

写文章的原因：

（1）网上搜寻到的GD32的配置eclipse的文章很少，能搜寻到的都是直接配置的，不能解决其他芯片问题，比如配置GD32F407，做一次得找一次文件，不如直接釜底抽薪，修改底层文件，将修改变为一种普遍使用的方法。

（2）配置过程中会遇到很多问题，可以和小伙伴们交流。也希望小伙伴关注下以前文章的公众号。电力电子嵌入式，图片没有办法发上来，希望小伙伴们能翻看以前的文章，加下关注，以后还会有后续文章。

在下面这篇文章里有具体的图片，可以关注一波：QT串口动态实时显示大量数据波形曲线（四）========“界面的美化与处理”_透明的光的博客-CSDN博客_qt实时显示曲线

第一章：处境

替代过程必须将以前的代码再做一次，但是还是需要有改动的地方。内部东西都不一样，基于的东西也不一样，所以思维方式还是得改变。STM32用久了，KEIL用久了都会产生依赖，感觉这个东西不错，用着还方便。但是网上说其他的用着也不错，感觉仅仅是习惯问题。改变习惯也是不得已的事情，充满无奈和心酸。

STM32替代成GD32，这个过程还是比较舒服点，毕竟上层软件还是KEIL。用的方式还是一样的。但是将编译软件替换掉，这个就比较累。

GD32写的程序还是比较人性化，什么东西又封装了一层，调用起来还算可以。这部分前段时间已经做了一下，出来的东西还是能用的。

其实STM32的程序直接烧写到GD32上也没什么大的问题，已经试验过了。但是就是害怕将来某个时间点出现不知道的BUG，那就不好解决了。

至于eclipse替代KEIL这个事情，现在正在做，估计要花费2周的时间，反正以最快的速度做出来吧。弄一次估计就没啥问题了，并且将来用其他芯片的时候也可以直接怼上去。

不过真是难。一点一点的做吧。

第二章：STM和GD文件架构

原因：eclipse的文件架构以前没见过，所以必须对每个东西都得很熟悉才行。

下面分别介绍下KEIL下的STM32和GD32的架构，然后再介绍下eclipse下的架构。

注意1：架构都是以103为硬件基础，至于407的，看了下，都用了HAL库，这个等103的基础版的弄完了，再给介绍下。

注意2：eclipse的安装和配置，这个东西等做完之后再说，我试着在不同的电脑上装了2次，都可以用，所以按照介绍的步骤应该没什么问题。需要的小伙伴可以关注下，等程序做完之后就写这篇文章。这个东西属于不定因素，按照网上的教程，有的说不行，有的说行。所以按照我自己的步骤也真是不一定能装上。所以还得需要小伙伴自己努力的装下软件，并且配置好能正确编译的配置。

第1节：STM32F103文件架构

STM32的文件架构非常固定。其中红色部分是.h文件，蓝色部分是.C文件。

包含四部分：

（1）main文件，当然这里还会包含自己写的全部文件；

（2）内核文件，这部分会是cm3 或者cm4，这个看你用的什么片子；

（3）stm32f103对应的配置文件，一共有四个；

（4）103的库函数，在main文件夹里自己写的文件就是调用了这部分库函数。

还有一个文件不属于任何部分，就是.s文件。这个文件很重要，咱们后面再说。

第2节：GD103文件架构

GD32的文件架构和STM32的类似。

也包含四部分：

（1）main文件，当然这里还会包含自己写的全部文件；再有GD32独有的systick文件，这个在编程的时候用不到，只是在程序初始化的时候用到，不用管。

（2）内核文件，这部分会是cm3 或者cm4，这个看你用的什么片子；里面还包含了内核需要的其他文件，怎么调用也不用管，放进去就好。

（3）GD32f103对应的配置文件，一共有六个；功能和STM的一样，只是多了eval文件，这个文件是自己配置用的，用到了就配置进去，不用就不用配置。这点比较人性化，自己编写的东西都放到一起，将来修改的时候就只看这一个文件就行。

（4）103的库函数，在main文件夹里自己写的文件就是调用了这部分库函数。

第3节：对比

对比两个芯片用的文件，大体上类似，并且文件里面的内容也是大同小异。只不过GD32用的函数又在STM32的基础上包含了一层。更加的符合使用习惯。

编写心得：GD32程序编写开始时会不太习惯，用的多了就感觉编写的还是很不错的。只不过是和STM32的不太一样罢了。用的多了就知道多香了！这个还是看自己的习惯，每个人有不同的感受，我自己的感觉是还挺好。

第4节：启动文件.s

重点介绍下这个文件，因为在移植到eclipse的时候，这个文件挺重要，并且挺麻烦。这部分STM32和GD32是一样的，小伙伴可以自己逐行去看看。
```
Stack_Size      EQU     0x00000400
 
                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
Stack_Mem       SPACE   Stack_Size
__initial_sp
 
 
;  Heap Configuration
;     Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
; 
 
Heap_Size       EQU     0x00000200
 
                AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
__heap_base
Heap_Mem        SPACE   Heap_Size
__heap_limit
```
先是堆和栈的大小设置，这个是每个软件必须要定义的。至于多少，看自己心情，别超出范围就行了，当然也不能太小，太小了不够自己用的，会出错的。
```
; Vector Table Mapped to Address 0 at Reset
                AREA    RESET, DATA, READONLY
                EXPORT  __Vectors
                EXPORT  __Vectors_End
                EXPORT  __Vectors_Size
 
__Vectors       DCD     __initial_sp               ; Top of Stack
                DCD     Reset_Handler              ; Reset Handler
                DCD     NMI_Handler                ; NMI Handler
                DCD     HardFault_Handler          ; Hard Fault Handler
 
                DCD     0                          ; Reserved
                DCD     PendSV_Handler             ; PendSV Handler
                DCD     SysTick_Handler            ; SysTick Handler
 
                ; External Interrupts
                DCD     WWDG_IRQHandler            ; Window Watchdog
                DCD     PVD_IRQHandler             ; PVD through EXTI Line detect
                DCD     TAMPER_IRQHandler          ; Tamper
                DCD     RTC_IRQHandler             ; RTC
                DCD     FLASH_IRQHandler           ; Flash
                DCD     RCC_IRQHandler             ; RCC
                DCD     EXTI0_IRQHandler           ; EXTI Line 0
                DCD     EXTI1_IRQHandler           ; EXTI Line 1
                DCD     EXTI2_IRQHandler           ; EXTI Line 2
                DCD     EXTI3_IRQHandler           ; EXTI Line 3
                DCD     EXTI4_IRQHandler           ; EXTI Line 4
```
然后就是中断的端口，也就是中断向量表。用不准确的话说也就是自己系统自己的中断的地址。这部分每个芯片不一样，有中断多的，有中断少的，不过中断的端口就放在这里。
```
; Reset handler
Reset_Handler    PROC
                 EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]
     IMPORT  __main
     IMPORT  SystemInit
                 LDR     R0, =SystemInit
                 BLX     R0
                 LDR     R0, =__main
                 BX      R0
                 ENDP
```
然后是启动引导，先系统的初始化，然后进入main函数。这部分知道就行，知道程序是从这里进，然后才到自己看到的while（1）那里的main函数。
```
; Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified)
NMI_Handler     PROC
                EXPORT  NMI_Handler                [WEAK]
                B       .
                ENDP
HardFault_Handler\
                PROC
                EXPORT  HardFault_Handler          [WEAK]
                B       .
                ENDP
PendSV_Handler  PROC
                EXPORT  PendSV_Handler             [WEAK]
                B       .
                ENDP
SysTick_Handler PROC
                EXPORT  SysTick_Handler            [WEAK]
                B       .
                ENDP
Default_Handler PROC
                EXPORT  WWDG_IRQHandler            [WEAK]
                EXPORT  PVD_IRQHandler             [WEAK]
                EXPORT  TAMPER_IRQHandler          [WEAK]
                EXPORT  RTC_IRQHandler             [WEAK]
                EXPORT  FLASH_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT  RCC_IRQHandler             [WEAK]
                EXPORT  EXTI0_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT  EXTI1_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT  EXTI2_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT  EXTI3_IRQHandler           [WEAK]
                EXPORT  USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler [WEAK]
                EXPORT  USART3_IRQHandler          [WEAK]
                EXPORT  EXTI15_10_IRQHandler       [WEAK]
                EXPORT  RTCAlarm_IRQHandler        [WEAK]
                EXPORT  USBWakeUp_IRQHandler       [WEAK]
WWDG_IRQHandler
PVD_IRQHandler
TAMPER_IRQHandler
RTC_IRQHandler
FLASH_IRQHandler
RCC_IRQHandler
EXTI0_IRQHandler
EXTI1_IRQHandler
EXTI2_IRQHandler
EXTI3_IRQHandler
CAN1_SCE_IRQHandler
EXTI9_5_IRQHandler
TIM1_BRK_IRQHandler
TIM1_UP_IRQHandler
TIM1_TRG_COM_IRQHandler
TIM1_CC_IRQHandler
```
再然后是弱定义。这部分的作用呢，类似于前面声明了中断函数，后面来了函数的主体，也就是.h里面先声明下，然后.c里面的函数主体。当然这里的弱定义的意思就是：中断函数给你写好了，你自己想加自己的中断就加，不想加也不会报错，因为已经先定义了一下函数主体。
```
;*******************************************************************************
; User Stack and Heap initialization
;*******************************************************************************
                 IF      :DEF:__MICROLIB           
                
                 EXPORT  __initial_sp
                 EXPORT  __heap_base
                 EXPORT  __heap_limit
                
                 ELSE
                
                 IMPORT  __use_two_region_memory
                 EXPORT  __user_initial_stackheap
                 
__user_initial_stackheap
 
                 LDR     R0, =  Heap_Mem
                 LDR     R1, =(Stack_Mem + Stack_Size)
                 LDR     R2, = (Heap_Mem +  Heap_Size)
                 LDR     R3, = Stack_Mem
                 BX      LR
```
最后是堆和栈的开始点，和上面main的入口一样，定位到堆和栈的开始，并且还计算着大小之类的，别使用超了。

总结下启动文件的内容：（1）堆和栈的大小设定，指向堆和栈的开始；（2）程序所有的中断定义和中断主体；（3）程序main的开始入口，也就是启动入口。

至于后面怎么运行的不用管，只看到c代码就行，至于怎么编译成汇编，然后再怎么编译成01代码，然后怎么再在单片机里面跑的不用管，只需要知道顶层这样设计就好。

注意：这里强调一点，不用管下层怎么弄的，上层这样弄，下层就会这样执行。并且就是这个格式。其他格式行不行，行，但是别人这样做的，大家都这样做了，咱们就按照这个格式来。就类似于电视，知道开关机、选台就行了，至于信号怎么传输的，都不用管，别人做好了，就可以用。自己只需要接好线，接好电源，然后点遥控器就行。

第三章：ECLIPSE文件架构

第1节：文件架构

采用eclipse生成STM32F10x的文件架构如下：

一共分为5个部分：

（1）与上章介绍的共同的部分，main文件，103库函数文件，103系统文件，core相同文件；

（2）core不同部分，有cmsisdevice，cmsisgcc，还有另外三个core的文件，这部分只是系统的文件，可以不用涉及。具体里面也看不懂，知道是内核文件就好。

（3）内核调用文件：-cxx，-exit，-sbrk，-startup，-syscalls，assert这几个文件，这部分和core是配套的，在其他函数中也会调用，里面内容看不懂，也不用管。

（4）其余不同文件：三个ld文件，verctor_stm32f10x，_initializehardware，_resethardware，exceptionhander；

（5）debug和跟踪文件：semihosting和trace文件。这几个文件是调试和断点用的，这部分作用还不知道，网上说是这样。目前还不太清楚具体作用，当删除之后对原有编程没有影响，应该就是debug或者数据传输用的。可以不用管。

这5个部分的第1部分可以参看前面的介绍，都是原有的程序，第235部分都是不用管的程序，其中第4部分需要很注意。这部分和上一章介绍的.s文件有很大关联，所以必须单独介绍，并且这部分是修改程序必须看懂的程序，所以需要和小伙伴们分享下。

第2节：不同启动文件对比

只介绍前文的第4个部分，先看vector文件：
```
void __attribute__((weak))
Default_Handler(void);
 
 
void __attribute__ ((weak, alias ("Default_Handler")))
WWDG_IRQHandler(void);
void __attribute__ ((weak, alias ("Default_Handler")))
PVD_IRQHandler(void);
void __attribute__ ((weak, alias ("Default_Handler")))
TAMPER_IRQHandler(void);
void __attribute__ ((weak, alias ("Default_Handler")))
RTC_IRQHandler(void);
void __attribute__ ((weak, alias ("Default_Handler")))
FLASH_IRQHandler(void);
void __attribute__ ((weak, alias ("Default_Handler")))
RCC_IRQHandler(void);
void __attribute__ ((weak, alias ("Default_Handler")))
EXTI0_IRQHandler(void);
void __attribute__ ((weak, alias ("Default_Handler")))
EXTI1_IRQHandler(void);
void __attribute__ ((weak, alias ("Default_Handler")))
EXTI2_IRQHandler(void);
void __attribute__ ((weak, alias ("Default_Handler")))
EXTI3_IRQHandler(void);
void __attribute__ ((weak, alias ("Default_Handler")))
EXTI4_IRQHandler(void);
 
      (pHandler) &_estack, // The initial stack pointer
      Reset_Handler, // The reset handler
 
      NMI_Handler, // The NMI handler
      HardFault_Handler, // The hard fault handler
      BusFault_Handler,                        // The bus fault handler
      PendSV_Handler, // The PendSV handler
      SysTick_Handler, // The SysTick handler
 
      WWDG_IRQHandler, // Window WatchDog
      PVD_IRQHandler, // PVD through EXTI Line detection
      TAMPER_IRQHandler, // Tamper through the EXTI line
      RTC_IRQHandler, // RTC Wakeup through the EXTI line
      FLASH_IRQHandler, // FLASH
      RCC_IRQHandler, // RCC
      EXTI0_IRQHandler, // EXTI Line0
      EXTI1_IRQHandler, // EXTI Line1
      EXTI2_IRQHandler, // EXTI Line2
      EXTI3_IRQHandler, // EXTI Line3
      EXTI4_IRQHandler, // EXTI Line4
```
这个文件和前面.s文件里面的中断向量弱定义对应，所以如果需要修改中断种类和数量的话，必须从这里修改。

再看看resethardware文件：
```
extern void
__attribute__((noreturn))
NVIC_SystemReset(void);
 
void
__reset_hardware(void);
 
void
__attribute__((weak,noreturn))
__reset_hardware()
{
  NVIC_SystemReset();
}
```
这部分应该是对应中断向量表的指向，也就是中断初始化执行入口。

再看看initializehardware文件：
```
extern unsigned int __vectors_start;
 
// Forward declarations.
 
void
__initialize_hardware_early(void);
 
void
__initialize_hardware(void);
 
void
__attribute__((weak))
__initialize_hardware_early(void)
{
  // Call the CSMSIS system initialisation routine.
  SystemInit();
}
 
void
__attribute__((weak))
__initialize_hardware(void)
{
  // Call the CSMSIS system clock routine to store the clock frequency
  // in the SystemCoreClock global RAM location.
  SystemCoreClockUpdate();
}
```
这部分是初始化系统的，也就是是执行main函数的入口，里面的函数和前面的.s是对应起来的，先初始化硬件，然后再进入系统的入口：systeminit，从这个地方进入main程序。

再看看exceptionhandler文件：
```
extern void
__attribute__((noreturn,weak))
_start (void);
void __attribute__ ((section(".after_vectors"),noreturn))
Reset_Handler (void)
{
  _start ();
}
 
void __attribute__ ((section(".after_vectors"),weak))
NMI_Handler (void)
{
#if defined(DEBUG)
  __DEBUG_BKPT();
#endif
  while (1)
    {
    }
}
void __attribute__ ((section(".after_vectors"),weak,naked))
HardFault_Handler (void)
{
  asm volatile(
      " tst lr,#4       \n"
      " ite eq          \n"
      " mrseq r0,msp    \n"
      " mrsne r0,psp    \n"
      " mov r1,lr       \n"
      " ldr r2,=HardFault_Handler_C \n"
      " bx r2"
 
      : /* Outputs */
      : /* Inputs */
      : /* Clobbers */
  );
}
 
```
里面具体定义了中断函数，其中都是一些汇编的语言，具体的对比了eclipse生成的其他芯片的文件，发现这部分都是一样的，应该是向量表的地址都一样。并且里面有很多sem文件的函数，应该是发生错误的时候能在上位机的地方看到错误。

然后看三个ld文件：

section文件：
```
__stack = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM);
 
_estack = __stack; 	/* STM specific definition */
 
__Main_Stack_Size = 1024 ;
 
PROVIDE ( _Main_Stack_Size = __Main_Stack_Size ) ;
 
__Main_Stack_Limit = __stack  - __Main_Stack_Size ;
 
PROVIDE ( _Heap_Begin = _end_noinit ) ;
PROVIDE ( _Heap_Limit = __stack - __Main_Stack_Size ) ;
 
 
```
对比下，这部分定义了堆和栈的大小，已经文件的存储位置，里面有code段，data段还有bss段的位置，具体的位置全部都是全局变量，具体变量的值在mem的ld文件里，具体：
```
MEMORY
{
  RAM (xrw) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 20K
  CCMRAM (xrw) : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0
  FLASH (rx) : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 128K
  FLASHB1 (rx) : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0
  EXTMEMB0 (rx) : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0
  EXTMEMB1 (rx) : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0
  EXTMEMB2 (rx) : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0
  EXTMEMB3 (rx) : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0
  MEMORY_ARRAY (xrw)  : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0
}
```
里面定义了ram和其他文件的存储地址等，这部分是在KEIL里面通过魔法棒定义的，里面有内存分配的一个文件，通过下载器下载进去的。

第3节：总结

通过上述介绍，小伙伴应该对eclipse产生的文件有个大概的了解，其文件也是一一对应的，只不过放到了不同的c文件和h文件里。

第四章：修改原则

现有条件：

已做：将STM32F103的程序修改为STM32F407的HAL库程序。

步骤：（1）生成103程序；（2）删除不用函数和文件夹；（3）407文件代替103文件；（4）编译；（5）下载。

结果：认真点话可以将103的程序修改成407的程序，编译没有任何错误和警告，下载到407开发板中可以运行，具体的灯可以中断点亮，串口可以中断发送。

问题：观察波形发现了问题。串口发送会影响灯的翻转，这个问题有点大啊！不知道是不是串口发送的HAL库发送的时候必须等发送完才能出中断，如果是的话就没啥问题。

编写程序：
```
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(htim==(&TIM3_Handler))
    { 
        LED0_Toggle;
	}
    if(htim==(&TIM4_Handler))
    { 
    	gnUartTxTemp1++;
    	HAL_UART_Transmit(&UART1_Handler, &gnUartTxTemp1, 1, 1000);
	}	
}
```
按照程序的话，两个定时器中断执行时间都很短，串口发送不应该影响灯的翻转，但是现在影响了，不知道是什么问题。到时候还的分析下。

原则：

（1）ST103移植到ST407，成功的话说明移植地方正确；

（2）ST103移植到GD103，看看这个能不能成功，如果能成功证明修改的地方正确；

（3）ST103移植到STH730，和ST103移植到STH750，如果都可以移植，证明方法正确，可以总结出移植点。

（4）换其他厂家的芯片，看是否能移植成功。

（5）后续使用LINUX虚拟机上的eclipse，初步摆脱windows的平台。

第五章：结论与展望

涉及到一个新的东西，学习和修改都是需要勇气的。其实移植前我也很害怕，担心自己做不成功，并且移植本身就是需要在错误上修正错误，这个过程很煎熬。但是没有办法的事，总需要去接受新的东西。现在做到的程度仅仅是移植差不多的STM系列的东西，真的到GD上面不知道会出现什么情况，但愿生活对我好点，能快点移植出来。

正在做这方面的小伙伴可以持续关注，后续文章将会陆续发出。
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原文地址：https://blog.csdn.net/weixin_45426095/article/details/126519746

前言

第一章：处境

第二章：STM和GD文件架构

第1节：STM32F103文件架构

第2节：GD103文件架构

第3节：对比

第4节：启动文件.s

第三章：ECLIPSE文件架构

第1节：文件架构

第2节：不同启动文件对比

第3节：总结

第四章：修改原则

现有条件：

原则：

第五章：结论与展望