ArduinoIDE + STM32Link烧录调试

最近在用simpleFOC调试电机，simpleFOC库针对开源硬件平台Arduino编写的，所以想先用arduinoIDE先熟悉simpleFOC库和源码后，再做裁剪和优化移植到STM32平台上去。

硬件介绍

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/d3c8ac63a66f4bae8de35a48739e15a3.png

硬件使用STM32F103C8T6最小系统板，官方叫做Bluepill，某宝上面一大堆。需要注意芯片是STM32还是其他国产的兼容芯片。我测试过GD32F103C8T6，WCH32F103C8T6，这两个可以用STM32CubeMX生产的程序直接下载，但是在ArduinoIDE里面很多功能都无法正常使用，比如SPI接口，时钟设置等。所以要用arduinoIDE开发的话还是要用STM32F103，不要用兼容芯片，否则出了问题都不知道怎么解决。目前STM32对ArduinoIDE的支持是最到位的。详细可以参考stm32duino的GitHub说明，还有stm32duino论坛。

开发过程

安装stm32duino开发板

首先需要在ArduinoIDE里面安装STM32的支持包，有两个版本，一个是stm32duino官方版，具体参考Getting started；另一个版本是rogerclark的版本，具体参考STM32F103C8T6在Arduino IDE里编程。亲测觉得官方版更稳定一些，配置端口也更灵活。推荐新手直接用官方版的

烧录方式

烧录方式主要有三种，三方方式的原理各不相同：可以参考Upload methods

1. 用STLink烧录器烧录，需要单独的烧录引脚SWIO、SWCLK。如果习惯了用MDK开发，手上有STLink，这种方式是最稳定，速度最快的。上图中STM32CubeProgrammer(SWD)就是这种方式，BMP（Black magic Probe）应该也是这种方式，需要BMP烧录器，具体没有测试过。目前我使用的方式
2. 用串口烧录，需要TX、RX引脚，并通过USB转串口工具连接电脑。先把Boot0接3.3V，boot1接0V，从SRAM启动，程序烧录完成后，再把boot0接0，从Flash启动。这种方式比较麻烦。上图中STM32CubeProgrammer(Serial)就是这种方式
3. USB烧录，直接用开发板上的USB接口烧录，不需要额外的硬件支持。这种方式的优点是不需要额外的硬件。但是需要先给芯片烧录一个引导程序，也就是BootLoader，这个BootLoader需要占用一定的flash空间。上图中的STM32CubeProgrammer(DFU)、HID BootLoader（2K）、Maple DFU BootLoader（20K）、Maple DFU BootLoader original都是这种方式。

• 本人亲测，用maple DFU boatloader只能烧录一个，烧录完了之后，程序会覆盖掉BootLoader引导程序，使得无法进行多次烧录。但是用rogerclark的版本的开发板支持包就不存在这个问题。
• HIDbootloader采用的是USB协议中的HID（Human Interface Device ）子类，具体烧录过程可以参考这个视频
  （PS：rogerclark的版本的开发板支持包存在另外的问题：simpleFOC使用6PWM驱动时无法正常输出PWM，同样的程序官方版开发板支持包可以正常输出）

用stm32programmer时，官方建议STLink的1脚TVCC不要连接，只接GND、SWIO和SWCLK三个引脚，但是我实测TVCC脚必须接，否则stm32programmer无法识别MCU芯片。虽然TVCC电压只有1.6V，无法给MCU供电，官方解释避免USB供电与STLink供电发生意外。不知道什么原因。

bootloader 下载安装方式

bootloader的下载实际上跟电脑主板上的很相似，只是更小一些，其本质就是放在STM32芯片Flash区域的一段引导代码，程序开始启动的时候会率先执行，然后再BootLoader的引导下再进入自己编写的主程序当中。需要先把BootLoader.hex/.bin文件先烧录到flash的首地址区域0x08000000，可以通过STLink、UART、USB等不同的方式烧录。

maple bootloader对STM32官方包支持不太好，本人测试每次烧录完都会把BootLoader覆盖掉，重新烧录BootLoader才能再次烧录。而且maple bootloader占用20K的flash空间，本来STM32F103C8T6只有64K的flash空间，BootLoader就占了将近1/3.

HID BootLoader采用USB的子模块，把USB动作human interface device，占用的flash空间也很小，只有2k。烧录完HID BootLoader后，重新插上USB，在PC设备管理器中会增加一个人体学输入设备–USB输入设备。PS：只有刚烧录完BootLoader，还没有下载任何arduino程序时才会出现，如果arduino程序中设置了使用USB，那么芯片从boatloader启动后会立即跳转到main程序中，所以PC端口会出现STM Serial设备，而不是USB输入设备了，用户程序中USB设备的设置详见下文。

注意：HID BootLoader下载时需要把其它的USB设备都拔掉（比如USB转串口，STLink、JLink等），因为在下载时arduinoIDE会在PC的设备列表中自动查找适合的USB设备，多个USB设备很可能导致查找USB设备失败。

烧录过程信息输出如下图

其它问题

使用ST官方版本的开发板支持包，想要把PA11、PA12脚的USB脚作为USART串口使用需要设置相关USB选项为CDC(Communication Device Class)模式。通过ST官方提供的协议把USB口作为虚拟串口来用，好处是不用外接USB转串口板了，代价是需要一定的Flash空间烧录对应的USB协议。

三个子选项含义：

1. CDC（generic ‘serial’ superede U(S)ART），作为系统默认串口，自动编译，无需在程序中再次声明即可使用。如果在程序中声明则会报错：重复定义

2. CDC（no generic 'serial），不作为系统默认串口，使用前需要首先声明

3. HID（keyboard and mouse），是USB协议中的HID子类（Human Interface Device），是直接与人交互的设备，例如键盘、鼠标与游戏杆等。

   
   U（S）ART配置三个子选项含义：

4. Enabled（generic ‘serial’ ），作为Serial1，自动编译，无需在程序中再次声明即可使用。如果在程序中声明则会报错：重复定义

5. Enabled（no generic 'serial），不作为系统默认串口serial1，使用前需要首先声明

6. Disabled（no serial support），不支持硬件串口，只能使用软件模拟串口

//STM32 hardware serial instances
HardwareSerial Serial1(PA10, PA9);  //已经在generic serial中设置，再次声明会报错。只能在设置generic serial和声明中二选一
HardwareSerial Serial2(PA3, PA2);
HardwareSerial Serial3(PB11, PB10);

void setup()
{
    
  Serial.begin(115200);
  Serial1.begin(115200);  //TX=PA9,RX=PA10
  Serial2.begin(115200);  //TX=PA2,RX=PA3
  Serial3.begin(115200);  //TX=PB10,RX=PB11
}
void loop()
{
    
  delay(100);
  Serial.println("Test Serial");
  Serial1.println("Test Serial1");
  Serial2.println("Test Serial2");
  Serial3.println("Test Serial3");
}