2018年04月22日 | STM32CubeMX开发实战之项目分析法则

一、第一个项目

我们要建立第一个项目，这里主要是为了进行项目分析之用，让我们明白用CubeMX是如何开展工作的以及如何追踪代码逻辑。好了，废话不多说，开干。 
这里我选了一款型号为STM32L151C8Tx作为例子来配置MX，如图所示。


按照上图配置完成后，对MX工程进行配置，然后生成代码即可，见图。 

好了，不出大的意外，第一个项目已经生成。大家自行打开即可。

二、项目架构

嗯，真的简单的架构，就那么几个文件夹而已，看图。请叫我贴图王，因为我真的非常喜欢图文并茂。 
惊不惊喜、意不意外，这样就可以任意驰骋在STM32的海洋里了，无需管那人世间的纷纷扰扰。好了，拉回来。从图中看的确简单，但是我们还是有必要深入代码深处，逐步探究下这CubeMX生成的代码到底是怎么跑起来的。

三、深入代码

深入代码到底多深，只有自己知道，我这里权当抛砖引玉，各路高手自行进一步探究噢。我知道很多人和我一样有强迫症，第一个想看的不是main.c而是。。。。。。江湖中人人传到的汇编！在这个例子中就是startup_stm32l151xb.s。看看这名字，就知道这是个启动代码，只是后缀比较性感，是S。 
写CubeMX的人还是很牛逼的，看汇编文件其实也很好看懂，不信你看。 
文件的开头写的很清楚就做这么几件事情。 
1. 设置系统初始的SP 
2. 设置系统初始的PC，PC就是reset_hanlder 
3. 设置中断向量表 
4. 配置系统时钟 
5. 跳到C库的_main中，注意_main不是main噢 
看下面的源文件内容吧，我来简要注释下。

/* 栈配置 */

; Stack Configuration

;   Stack Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>

;

Stack_Size      EQU     0x400    /* 设置stack大小为0x400 */

                /* 定义STACK代码段，可读写，对齐8字节 */

                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

/* 分一段stack size大小的内存空间 */

Stack_Mem       SPACE   Stack_Size

__initial_sp

/* 堆配置 */

; Heap Configuration

;    Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>

;

Heap_Size      EQU     0x200

                AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3

__heap_base

Heap_Mem        SPACE   Heap_Size

__heap_limit

                PRESERVE8

                THUMB

/* 向量表 */

; 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     MemManage_Handler         ; MPU Fault Handler

                DCD     BusFault_Handler          ; Bus Fault Handler

                DCD     UsageFault_Handler        ; Usage Fault Handler

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     SVC_Handler               ; SVCall Handler

                DCD     DebugMon_Handler          ; Debug Monitor 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_STAMP_IRQHandler   ; Tamper and Time Stamp

                DCD     RTC_WKUP_IRQHandler       ; RTC Wakeup

                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

                DCD     DMA1_Channel1_IRQHandler  ; DMA1 Channel 1

                DCD     DMA1_Channel2_IRQHandler  ; DMA1 Channel 2

                DCD     DMA1_Channel3_IRQHandler  ; DMA1 Channel 3

                DCD     DMA1_Channel4_IRQHandler  ; DMA1 Channel 4

                DCD     DMA1_Channel5_IRQHandler  ; DMA1 Channel 5

                DCD     DMA1_Channel6_IRQHandler  ; DMA1 Channel 6

                DCD     DMA1_Channel7_IRQHandler  ; DMA1 Channel 7

                DCD     ADC1_IRQHandler           ; ADC1

                DCD     USB_HP_IRQHandler         ; USB High Priority

                DCD     USB_LP_IRQHandler         ; USB Low  Priority

                DCD     DAC_IRQHandler            ; DAC

                DCD     COMP_IRQHandler           ; COMP through EXTI Line

                DCD     EXTI9_5_IRQHandler        ; EXTI Line 9..5

                DCD     0                         ; Reserved

                DCD     TIM9_IRQHandler           ; TIM9

                DCD     TIM10_IRQHandler          ; TIM10

                DCD     TIM11_IRQHandler          ; TIM11

                DCD     TIM2_IRQHandler           ; TIM2

                DCD     TIM3_IRQHandler           ; TIM3

                DCD     TIM4_IRQHandler           ; TIM4

                DCD     I2C1_EV_IRQHandler        ; I2C1 Event

                DCD     I2C1_ER_IRQHandler        ; I2C1 Error

                DCD     I2C2_EV_IRQHandler        ; I2C2 Event

                DCD     I2C2_ER_IRQHandler        ; I2C2 Error

                DCD     SPI1_IRQHandler           ; SPI1

                DCD     SPI2_IRQHandler           ; SPI2

                DCD     USART1_IRQHandler         ; USART1

                DCD     USART2_IRQHandler         ; USART2

                DCD     USART3_IRQHandler         ; USART3

                DCD     EXTI15_10_IRQHandler      ; EXTI Line 15..10

                DCD     RTC_Alarm_IRQHandler      ; RTC Alarm through EXTI Line

                DCD     USB_FS_WKUP_IRQHandler    ; USB FS Wakeup from suspend

                DCD     TIM6_IRQHandler           ; TIM6

                DCD     TIM7_IRQHandler           ; TIM7

__Vectors_End

__Vectors_Size  EQU  __Vectors_End - __Vectors

                AREA    |.text|, CODE, READONLY

/* 重启后进来的第一个地方 */

; Reset handler routine

Reset_Handler    PROC

                 EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]

        IMPORT  __main

        IMPORT  SystemInit  

                 LDR     R0, =SystemInit

                 BLX     R0              

                 LDR     R0, =__main

                 BX      R0

                 ENDP

; 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

MemManage_Handler\

                PROC

                EXPORT  MemManage_Handler          [WEAK]

                B       .

                ENDP

BusFault_Handler\

                PROC

                EXPORT  BusFault_Handler           [WEAK]

                B       .

                ENDP

UsageFault_Handler\

                PROC

                EXPORT  UsageFault_Handler         [WEAK]

                B       .

                ENDP

SVC_Handler     PROC

                EXPORT  SVC_Handler                [WEAK]

                B       .

                ENDP

DebugMon_Handler\

                PROC

                EXPORT  DebugMon_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_STAMP_IRQHandler    [WEAK]

                EXPORT  RTC_WKUP_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  EXTI4_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  DMA1_Channel1_IRQHandler   [WEAK]

                EXPORT  DMA1_Channel2_IRQHandler   [WEAK]

                EXPORT  DMA1_Channel3_IRQHandler   [WEAK]

                EXPORT  DMA1_Channel4_IRQHandler   [WEAK]

                EXPORT  DMA1_Channel5_IRQHandler   [WEAK]

                EXPORT  DMA1_Channel6_IRQHandler   [WEAK]

                EXPORT  DMA1_Channel7_IRQHandler   [WEAK]

                EXPORT  ADC1_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  USB_HP_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  USB_LP_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  DAC_IRQHandler             [WEAK]

                EXPORT  COMP_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  EXTI9_5_IRQHandler         [WEAK]

                EXPORT  TIM9_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  TIM10_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  TIM11_IRQHandler           [WEAK]

                EXPORT  TIM2_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  TIM3_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  TIM4_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  I2C1_EV_IRQHandler         [WEAK]

                EXPORT  I2C1_ER_IRQHandler         [WEAK]

                EXPORT  I2C2_EV_IRQHandler         [WEAK]

                EXPORT  I2C2_ER_IRQHandler         [WEAK]

                EXPORT  SPI1_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  SPI2_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  USART1_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  USART2_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  USART3_IRQHandler          [WEAK]

                EXPORT  EXTI15_10_IRQHandler       [WEAK]

                EXPORT  RTC_Alarm_IRQHandler       [WEAK]

                EXPORT  USB_FS_WKUP_IRQHandler     [WEAK]

                EXPORT  TIM6_IRQHandler            [WEAK]

                EXPORT  TIM7_IRQHandler            [WEAK]

WWDG_IRQHandler

PVD_IRQHandler

TAMPER_STAMP_IRQHandler

RTC_WKUP_IRQHandler

FLASH_IRQHandler

RCC_IRQHandler

EXTI0_IRQHandler

EXTI1_IRQHandler

EXTI2_IRQHandler

EXTI3_IRQHandler

EXTI4_IRQHandler

DMA1_Channel1_IRQHandler

DMA1_Channel2_IRQHandler

DMA1_Channel3_IRQHandler

DMA1_Channel4_IRQHandler

DMA1_Channel5_IRQHandler

DMA1_Channel6_IRQHandler

DMA1_Channel7_IRQHandler

ADC1_IRQHandler

USB_HP_IRQHandler

USB_LP_IRQHandler

DAC_IRQHandler

COMP_IRQHandler

EXTI9_5_IRQHandler

TIM9_IRQHandler

TIM10_IRQHandler

TIM11_IRQHandler

TIM2_IRQHandler

TIM3_IRQHandler

TIM4_IRQHandler

I2C1_EV_IRQHandler

I2C1_ER_IRQHandler

I2C2_EV_IRQHandler

I2C2_ER_IRQHandler

SPI1_IRQHandler

SPI2_IRQHandler

USART1_IRQHandler

USART2_IRQHandler

USART3_IRQHandler

EXTI15_10_IRQHandler

RTC_Alarm_IRQHandler

USB_FS_WKUP_IRQHandler

TIM6_IRQHandler

TIM7_IRQHandler

                B       .

                ENDP

                ALIGN

;*******************************************************************************

; User Stack and Heap initialization

;*******************************************************************************

                 /* micro lib的话，就导出这些符号 */

                 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

                 ALIGN

                 ENDIF

                 END

从汇编到main其实需要好好分析，大家课可以找个安静的环境慢慢深入，嗯，慢慢深入。假设我们已经走到了main的内心，那么我们从main开始吧。

/* main函数 */

int main(void)

{

  记得cubeMX配置后，会生成项目，新的文件，凡是出现user code begin的地方，将你的个人代码写在该区域，以免你配置后把你辛苦写  的代码覆盖了

  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration----------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */

  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */

  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */

  MX_GPIO_Init();

  MX_USART1_UART_Init();

  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */

  /* USER CODE BEGIN WHILE */

  while (1)

  {

  熟悉的主循环

  /* USER CODE END WHILE */

  /* USER CODE BEGIN 3 */

  }

  /* USER CODE END 3 */

}

整个main其实还是很简单的，这也是CubeMX的初衷，简化开发的难度。大家可以注意到，在项目里有个文件夹Drivers/STM32L1XX_HAL_Driver，里面存的是你的兵器库，是各种库文件，以后你会用的飞起。后面会结合具体项目来具体讲解，今天有点晚了，就到这了噢。