STM8S103F3P6 的开发, 烧录和Debug笔记

STM8S103F3

• 基本信息: 16MHz 8位 MCU, 8K字节Flash, 1K内存, 640字节EEPROM, 内置振荡源, 支持3.3V和5V电压, 支持SPI, UART, I2C, ADC, PWM
• 产品手册: https://www.st.com/resource/en/datasheet/stm8s103f2.pdf

内核

• 16 MHz advanced STM8 core with Harvard architecture and 3-stage pipeline 16MHz, 哈佛结构, 三级流水线
• Extended instruction set

存储

• Program memory: 8 Kbyte Flash; data retention 20 years at 55 °C after 10 kcycle 程序8K字节, 可擦写1万次
• Data memory: 640 byte true data EEPROM; endurance 300 kcycle 数据640字节, 可擦写30万次
• RAM: 1 Kbyte 内存1K字节

时钟, 重置和电源管理

• 2.95 to 5.5 V operating voltage 支持2.95V到5.5V的电压
• Flexible clock control, 4 master clock sources
  • Low power crystal resonator oscillator
  • External clock input
  • Internal, user-trimmable 16 MHz RC 可调节的内部16MHz振荡源
  • Internal low-power 128 kHz RC 低功耗内部128KHz振荡源
• Clock security system with clock monitor
• Power management:
  • Low-power modes (wait, active-halt, halt)
  • Switch-off peripheral clocks individually
• Permanently active, low-consumption poweron and power-down reset

中断管理

• Nested interrupt controller with 32 interrupts
• Up to 27 external interrupts on 6 vectors

时钟

• Advanced control timer: 16-bit, 4 CAPCOM channels, 3 complementary outputs, dead-time insertion and flexible synchronization
• 16-bit general purpose timer, with 3 CAPCOM channels (IC, OC or PWM)
• 8-bit basic timer with 8-bit prescaler
• Auto wake-up timer
• Window watchdog and independent watchdog timers

通信接口

• UART with clock output for synchronous operation, SmartCard, IrDA, LIN master mode
• SPI interface up to 8 Mbit/s
• I2C interface up to 400 kbit/s

ADC转换接口

• 10-bit, ±1 LSB ADC with up to 5 multiplexed channels, scan mode and analog watchdog 5个10位ADC

I/Os

• Up to 28 I/Os on a 32-pin package including 21 high sink outputs
• Highly robust I/O design, immune against current injection

Unique ID

• 96-bit unique key for each device

硬件

ST-Link V2 用于烧录

STM8S103F3P6 开发板

开发板电路图

接线

ST-LINK和开发板的SWIM口是一一对应的, 直接连到开发板的同名PIN

ST-LINK-V2  STM8S103F3

SWIM        -> SWIM
RST         -> NRSt
VCC         -> 3V3
GND         -> GND

软件

ST Visual Develop (STVD) 和 STVP(ST Visual Programmer)

https://www.st.com/en/development-tools/stvd-stm8.html

• STVD是开发工具, 当前版本是4.3.12
• STVP是烧录工具, 当前版本是4.3.1

Cosmic C Compiler

https://www.cosmicsoftware.com/download_stm8_free.php

需要注册, 安装后需要注册获得 license 文件, 并放到安装目录下

开发工具库 SPL

• ST Microelectronics 提供的原始SPL https://www.st.com/en/embedded-software/stsw-stm8069.html
• GitHub 上第三方维护的 STM8S103F3_SPL(推荐) https://github.com/CircuitDigest/STM8S103F3_SPL

开发

创建项目

打开 STVD

1. File -> WorkSpace, New Workspace 输入 Workspace 名称, 项目名和路径
2. 创建项目, 注意在路径中增加子目录给项目, 否则项目会和Workspace生成到同一个目录下
3. 设置工具链: 选择STM8 Cosmic, 指定toolchains到对应的目录, 默认的目录为 C:\Program Files (x86)\COSMIC\FSE_Compilers\CXSTM8
4. 选择芯片型号, 例如对于 STM8S103F3P6 选择 STM8S103F3P, 然后点 Select 按钮, 会出现在下面的 Selected MCU 中, 然后点 OK

建好后能看到项目结构下有三个目录Source Files, Include Files 和 External Dependencies, 在 Source Files 下创建了 main.c 和 stm8_interrupt_vector.c 这两个文件

这时候直接按 F7 检查是否能正确编译

添加SPL

将下载的SPL的 inc 和 src 目录解压到项目目录下, 目录结构如下

.
│  main.c
│  stm8_interrupt_vector.c
├─Debug
├─Release
└─STM8S103F3_SPL
    ├─inc
    │      stm8s.h
    │      stm8s103_ADC.h
    │      stm8s103_LCD_16x2.h
    |      ...
    │      stm8s_uart1.h
    │      stm8s_wwdg.h
    │
    ├─src
    │      stm8s_adc1.c
    │      stm8s_awu.c
    │      ...
    │      stm8s_tim2.c
    │      stm8s_uart1.c
    │      stm8s_wwdg.c
    │
    ├─stm8s103 Libraries
    └─Tutorials

也可以SPL放到项目其他目录下, 位置无所谓, 因为文件是否包含是通过STVD的项目配置控制的.

1. 在STVD中, 在项目结构下创建 SPL Inc 目录和 SPL Src 目录
2. 将STM8S103F3_SPL/inc下的.h文件添加到项目的 SPL Inc
3. 将STM8S103F3_SPL/src下的.c文件添加到项目的 SPL Src

测试代码

修改 main.c, 下面的代码会驱动板载LED(B5)闪灯

#include "stm8s.h"

void delay (int ms) //Function Definition 
{
	int i = 0;
	int j = 0;
	for (i=0; i<=ms; i++)
	{
		for (j=0; j<120; j++) // Nop = Fosc/4
			_asm("nop"); //Perform no operation //assembly code
	}
}

main()
{
	GPIO_DeInit(GPIOB); // prepare Port B for working 

	GPIO_Init(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_MODE_OUT_PP_LOW_SLOW);
	while (1)
	{
		GPIO_WriteReverse(GPIOB,GPIO_PIN_5);
		delay (100);
	}
}

编译

直接按 F7 编译

Debug

设置

1. 在ST Visual Develop中, 点击 Debug instrument -> Target Settings
2. Debug Instrument Selection 选择 Swim ST-Link
3. 勾选 Restart the application with Swim Off on stop debug
4. Target Port Selection 保留默认的 usb://usb
5. 勾选 Show the selected target notification at start of debugging session
6. 点击OK

开始Debug

1. 点击图标栏中的蓝色 D 图标, 或者菜单中的 Debug -> Start Debugging 开始 Debug
2. 弹出提示选择Target, 如果有设置多个则选择 Swim ST-Link, 点击OK
3. ST Visual Develop 会将程序写入目标开发板, 然后进入Debug状态, 程序停留在第一行

这时候就可以进行debug了

1. 在代码行号右边点左键, 可以增加断点
2. 按 F5 往下继续执行 (直到遇到断点)
3. 按 F10 单步运行, Alt + F10 汇编单步运行, Ctr + F10 运行到光标当前位置
4. 按 F11 进入方法, Ctr + F11 跳出方法

退出Debug

点击图标栏或者菜单中的 Stop Debugging 退出 Debug

单独烧录

运行STVP

点击 Configure -> Configure ST Visual Programmer, 选择 ST-LINK + USB + SWIM + STM8S103F3

在STVP中, 打开项目 Debug 目录下的 .s19 文件, 写入 PROGRAM MEMORY

写入后程序不运行的解决

写完后ST-LINK亮红灯, 并不会自动重启, 此时在STVP中打开Configure对话框点击一下确认, 就会变回蓝灯, 程序就会开始运行

The device is protected解决方法

在STVP软件中, 在"PROGRAM MEMORY"和"DATA MEMORY"界面用Ctrl+R读出数据, 提示"The device is protected"

1. 右侧主面板上切换到"OPTION BYTE"页
2. 在表格的ROP选项, 选择"read out Protection OFF"
3. 菜单栏点击 Program -> Current tab 保存配置, 配置写入之后就解开写保护了
4. 回到"PROGRAM MEMORY"和"DATA MEMORY"界面, 用Ctrl+R就可以读出数据了

参考

• 官方产品页 https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm8s103f3.html
• STM8环境搭建和编译, 烧录 https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/getting-started-with-stm8s-using-stvd-and-cosmic-c-compiler
  • 视频 https://www.youtube.com/watch?v=fOQOH4A24DU
• STM8的GPIO https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/gpio-functions-on-stm8s-using-cosmic-c-and-spl-blinking-led-with-push-button
  • 视频 https://www.youtube.com/watch?v=ipU71yvyVCM
• https://www.instructables.com/STM8s-Breakout-Board-ST-Link-V2-Connection-Failure/