交叉开发

嵌入式系统开发不同于通用PC系统的开发。通用PC系统拥有强劲的处理器、充裕的内存和硬盘，且有鼠标键盘输入，显示屏查看，是理想的开发载体，因此PC程序也就直接在PC上开发。而嵌入式系统往往资源有限，输入显示也受限，不适合作为开发载体，因此嵌入式程序通常不在嵌入式系统中开发。而是将嵌入式程序放在PC上开发，然后将生成的可执行文件放在嵌入式系统运行，这种方式就叫交叉开发。

交叉开发通常由三部分组成：宿主机（Host）、目标机（Target）、连接宿主机和目标机的工具（调试/仿真/下载器）。宿主机指用于开发程序的平台，这里指PC电脑，借助电脑上的开发软件，实现程序的编写、编译；目标机指程序运行的平台，这里指开发板；连接宿主机和目标机的工具通常有串口、J-Link等。三者示意如图 4.3.1 所示。

嵌入式开发通常分为五个步骤：编辑、编译、汇编、链接、调试和下载。每个环节都需要相应的软件实现，如果将这些软件集成在一起，就叫集成开发环境（Integrated Development Environment，IDE），如图 4.3.2所示。

实际开发中，除了使用调试/下载器进行调试，还会用到串口打印显示信息。对于STM32开发，所需的开发工具如表 4.3.1 所示。因此我们需要安装两个软件（IDE和串口工具软件），准备一个调试/烧写工具。

综合实际开发情况和软件收费限制。对于集成开发环境IDE，本手册选择Keil，使用最广，读者熟悉之后也能过渡到其它IDE；对于调试/烧写工具，本手册选择ST-Link示例，功能够用价格便宜；对于串口工具，选择MobaXterm，免费够用。

下载、安装 Keil

Keil-MDK（Keil ARM Microcontroller Development Kit）前生是德国Keil公司，后被ARM收购，可以看作是ARM官方的集成开发环境。前面图 4.2.4 STM32F103ZE系列官方工具软件(部分截图)所示的网页页面，里面有Keil的下载链接，或者开发板配套资料的“3_开发软件”文件夹提供所有需要的软件，读者也可直接去Keil官网（https://www.keil.com/download/product/）直接下载，当前最新版本为5.32，如图 4.3.3 所示。

随后进入个人信息完善页面，按提示填写所有的信息，如图 4.3.4 所示，填写完后，点击“Submit”提
交。

随后进入下载页面，点击“MDK532.EXE”即可下载，如图 4.3.5 所示。

下载完后，点击运行该文件，进入安装界面，选择“Next >>”，如图 4.3.6 所示。

接着进入用户协议界面，勾选同意协议，点击“Next >>”，如图 4.3.7 所示。

然后设置安装路径，第一个“Core”是软件的安装路径，第二个“Pack”是芯片的硬件支持包的安装路径，读者保持默认路径或者设置为如图 4.3.8 所示一样的即可，如果是自定义设置，建议为全英文路径，不建议为包含有中文的路径。选择好之后点击“Next >>”后：

随后需要设置个人信息，随便填写即可，如图 4.3.9 所示。

之后便进入安装进度界面，如图 4.3.10 所示，等待安装完成。

安装过程中，回弹出驱动安装界面，勾选“始终信任来自‘ARM Ltd’的软件”，然后点击“安装”， 如图 4.3.11 所示。

如图 4.3.12 所示即安装完成，“Show Release Notes”为查看当前版版本说明，可以不勾选，最后点击“Filash”。

之后会自动进入“Pack Installer”界面，这里会检查安装的编译器、CMSIS等是否是最新的，由于我们安装的是官网提供的最新的MDK，所以这里一般情况下都是不需要更新的。

至此Keil就安装完成了，但这不是Keil开发环境的全部。一个Keil的开发环境，除了Keil软件，还需要安装对应的Pack，比如这里目标机的MCU是STM32F103ZET6，就需要下载该系列的的Pack，如果是STM32F4系列，就需要下其它系列Pack。

使用“Pack Installer”可以方便的对Pack安装和管理。在左上角搜索框输入“STM32F103”，展开搜索结果，可以看到STM32F103ZE，点击右边的简介链接即可跳转到Pack下载页面，如图 4.3.13 所示。如果跳转网页无法打开，可直接打开Pack下载总入口（www.keil.com/dd2/Pack/）。进入Pack下载总入口后，找到“STMicroelectronics STM32F1 Series Device Support, Drivers and”，点击右边的下载图标即可，如图 4.3.14所示（实测部分网络环境打开该链接无Pack列表，请尝试换个网络环境测试，仍旧不行则使用配套资料Pack）。


下载之前会弹出Pack用户协议，点击“Accept”即可，如图 4.3.15 所示。

下载完成得到“Keil.STM32F1xx_DFP.2.3.0.pack”，直接双击该文件，随后弹出如图 4.3.16 所示界面，
点击“Next”进行安装。

本开发板使用ST-Link进行下载调试程序，还需要安装ST-Link驱动。首先从ST官网下载该驱动（https://www.st.com/en/development-tools/stsw-link009.html），或者直接使用配套资料里的ST-Link驱动，路径为“3_开发软件\2_ST-LinkV2仿真器驱动\en.stsw-link009.zip”。

解压“en.stsw-link009.zip”，双击运行“dpinst_amd64.exe”（如果电脑为32位系统，运行“dpinst_x86.exe”），出现如图 4.3.17 所示安装界面，点击“下一步”。

在安装过程中，出现如图 4.3.18 所示的Windows安全警告，选择“安装”。

最后安装完成提示如图 4.3.19 所示，点击“完成”退出安装程序。

至此，针对本开发板（STM32F103系列）的Keil开发环境，配置完成。

下载、安装 MobaXterm

实际开发中，常常使用串口的输出信息来协助调试。通常的串口连接如图 4.3.17 所示。开发板的串口（TTL电平）引出，通过USB-TTL串口模块，转成USB信号给电脑，在电脑上还需要配套软件才能显示信息，也就是这里要安装的MobaXterm。本开发板的USB-TTL串口模块集成在了开发板上，在前面图 3.3.1 的编号37处，因此本开发板只需要使用Micro USB线将电脑和开发板编号37处连接即可。

目前还用不上串口，因此不需要接线，只需要将串口工具MobaXterm先下载、安装即可。打开MobaXtrem官网（https://mobaxterm.mobatek.net/download.html），如图 4.3.18 所示。Moxtrem有两个版本，“Home Edition” （家庭版）有功能限制但免费，“Professional Edition（专业版）无功能限制但收费，这里选择功能够用的家庭版下载即可。

接着跳到家庭版下载页面，又分两个版本可选，“Protable edition”（便携版）无需安装，点击即用，“Installer edition”(安装版)需要安装才能使用，这里选择便携版即可，如图 4.3.19 所示。

下载得到“MobaXterm_Portable_v20.4.zip”，需要读者解压到任一目录，解压后如图 4.3.20 所示，以后点击“MobaXterm_Portable_v20.4.exe”即可运行MobaXtrem。

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