STM32F401CE

前言

在 STM32 开发中，库函数开发相比寄存器方式具有开发周期短、代码可读性好、便于移植等优点，而使用 Keil 环境的第一步就是新建工程。本文以 STM32F401CE 芯片为例，介绍使用标准库函数新建工程的步骤。

材料准备

• STM32F4xx 固件库：STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0.rar
• Keil-MDK
• 一点耐心

新建库函数工程注意事项

不同芯片在新建工程时的配置略有区别，主要体现在以下几点：

工程目标 Device 选择的芯片型号不同。
添加的启动文件不同。要根据芯片型号在 arm 目录下选择相应的 .s 文件。
C/C++ 选项卡的芯片型号宏定义不同。具体有哪些选择可在 stm32f4xx.h 头文件中的条件编译指令中找到。不确定选哪个的话可以根据芯片主频从 system_stm32f4xx.c 文件的 PLL 分频参数反推宏定义（要求对时钟树比较熟）。
工程所包含的外设库函数不同。MDK 会在编译时根据芯片型号宏定义进行寄存器映射，所以要对芯片所没有的外设库文件要排除编译（如文中的 fmc 和 fsmc），否则会报标识符未定义错误。

补充：如何确定芯片有无某个外设？

芯片数据手册中描述了芯片的所有资源，当想要了解具体某一型号芯片的外设时，应该查阅数据手册而不是参考手册（参考手册针对的是整个系列芯片的通用说明）。

Cortex-M4 新建库函数工程步骤

一、新建工程文件夹

新建一个文件夹 template 用于存放工程模板。
在 template 文件夹内分别新建 Doc（存放文档）、User（存放用户文件）两个文件夹。
在 User 文件夹中新建 inc 和 src 两个文件夹分别存放用户头文件和源文件。

二、复制库函数文件

1. 复制 Libraries 文件夹

打开固件库目录 STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0，复制 Libraries 文件夹到工程文件夹template 中。

2. 裁剪 Libraries 文件夹

由于固件库的 Libraries 文件夹是对整个 Cortex-M4 系列通用的，包含了一些项目所用不到的文件，为了节约空间，可以把用不到的多余文件删除。

删除 template\Libraries\CMSIS 目录下除 Device 和 Include 外的所有文件夹。
删除 template\Libraries\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Source\Templates 目录下除 arm 文件夹和 system_stm32f4xx.c 外的所有文件夹。
删除 template\Libraries\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Source\Templates\arm 目录下除startup_stm32f401xx.s 外的其余启动文件。
固件库里类似 Release_Notes.html 的说明文件也可以删了。

3. 添加文件到 User 文件夹

往 template\User 目录中添加以下三个库文件，并新建 main.c 文件。

打开 STM32F4xx_DSP_StdPeriph_Lib_V1.4.0\Project\STM32F4xx_StdPeriph_Templates 目录，找到 stm32f4xx_conf.h、stm32f4xx_it.h、stm32f4xx_it.c 三个文件。
复制 stm32f4xx_conf.h 文件到 template\User\inc 目录。
复制 stm32f4xx_it.h 文件到 template\User\inc 目录。
复制 stm32f4xx_it.c 文件到 template\User\src 目录。
在 template\User\src 目录中新建 main.c 文件，并编写以下主函数代码保存。

#include "stm32f4xx.h"

int main(void)
{
    while (1);
}

其中 stm32f4xx_conf.h 文件包含了所有库函数头文件，stm32f4xx_it.c 文件用于编写中断服务函数，便于统一管理，使工程结构更加规范。

完成以上工作后整个工程目录结构如下图：

三、Keil 新建工程

把工程文件夹建好并复制相关库文件后，就可以打开 Keil 软件新建工程了。

1. 新建工程

打开 Keil 软件，点击 Project 菜单下的 New uVision Project 选项新建工程，并保存到新建的工程文件夹 template 中。

2. 选择芯片型号

在弹出的芯片选型窗口中选择目标板的芯片型号，这里选 STMicroelectronics（ST公司）下的 STM32F401CE（根据具体硬件选择）。

关掉弹出的组件添加窗口，因为我们采用的是手动添加库文件的方式。

3. 新建工程分组

点击「品字形」按钮打开工程管理界面，最左侧是工程名称，可以给工程改个名，然后在中间组管理中点虚框图标新建 CMSIS、STM32F4xx_StdPeriph_Driver、USER、DOC 四个分组，对应工程文件夹中的分类。

4. 添加文件到分组

依然是在工程管理界面下，这一步要做的事情是把准备好的库文件添加到 Keil 工程中，具体操作如下：

往分组 CMSIS 中添加 system_stm32f4xx.c 系统配置文件和 startup_stm32f401xx.s 启动文件。

往分组 STM32F4xx_StdPeriph_Driver 中添加 Libraries\STM32F4xx_StdPeriph_Driver\src目录下的所有 .c 文件。

往分组 USER 中添加文件 main.c 和 stm32f4xx_it.c。

四、工程配置

点击「魔术棒」按钮打开工程选项界面，进行必要的工程配置。

1. Target 选项卡配置

勾选 Use Micro LIB 选项，为了在工程中使用 printf() 函数。

2. Output 选项卡配置

如需生成 .hex 文件，则需勾选 Create HEX File 选项。

3. C/C++ 选项卡配置

在「预处理符号」Preprocessor Symbols 下的 Define 一栏中添加 STM32F401xx 和USE_STDPERIPH_DRIVER 两个宏定义（用逗号分隔）。
在 Include Paths 中添加以下头文件路径，注意要具体到头文件上一层目录。
1. .\Libraries\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Include
2. .\Libraries\CMSIS\Include
3. .\Libraries\STM32F4xx_StdPeriph_Driver\inc
4. .\User\inc

五、下载器配置

依然是在工程选项界面下，进行下载器配置

Debug 选项卡配置

在右上角选择所使用的调试器，根据实际情况选择。这里我用的是 ST-Link，选 ST-Link Debugger。

点击 setting 按钮，在 Falsh Download 选项卡中勾选 Reset and Run 选项，确保程序下载后能自动复位运行，最后点击确定按钮保存所有的工程配置。

六、最后小整改

此时编译整个工程依然会有大量错误，为了能使工程顺利编译最后还要稍作修改，具体如下：

取消编译 fmc 和 fsmc 库文件

查阅数据手册得知 STM32F401 系列芯片没有 fmc 和 fsmc 外设，所以去掉 fmc 和 fsmc 部分的库文件。

在工程文件视图下展开 STM32F4xx_StdPeriph_Driver 分组，选中 stm32f4xx_fmc.c 文件，右键调出 Options for File stm32f4xx_fmc.c 窗口，取消勾选 Include in Target Build 选项，排除stm32f4xx_fmc.c 文件参与编译。stm32f4xx_fsmc.c 用文件同样方式处理（或者直接从工程中移除这两个文件）。