How to develop mcu with Linux

记录下一下如何在windows,如何使用gcc+vscode对MCU进行开发

使用vscode + gcc编译MCU

安装vscode 以及各种插件

  1. 进入vsocde官网下载windows最新版本的vscode. 也可以在这里下载
  2. 双击安装程序,自己选择喜欢的安装路径
  3. 然后一直下一步,此处强烈建议勾选(win10 用户安装后可以右键文件夹,使用vscosd打开)

  1. 进入vscode 选择插件市场,安装中文(安装后会提示重启vscode),C++插件(Microsoft 系列), python插件(Microsoft 系列), Makefile插件, Git Graph插件


  1. 关闭vscode

安装 arm none eabi gcc 配置环境变量

  1. 进入arm none eabi gcc官网下载最新windows版本gcc工具链, 也可以从这里下载
  2. 点击安装,选择自己喜欢的路径(记录下来后面要用),一直下一步直到安装完成
  3. 进入windows编辑环境变量,在当前用户PATH 添加arm none eabi gcc安装路径的bin路径.(路径要到bin文件夹,添加环境后需要重启所有终端)

安装mingw-w64 配置环境变量

  1. 进入mingw-w64 github选择最新w64devkit-x64,也可以从这里下载

  1. 解压文件,将解压出来的文件放到自己喜欢的路径(记录下来后面要用)

  1. 进入windows编辑环境变量,在当前用户PATH 添加w64devkit安装路径的bin路径.(路径要到bin文件夹,添加环境后需要重启所有终端)

测试是否可以正常编译

  1. 可以从这里下载一份使用gcc编译的工程
  2. 选择文件夹,右键使用vscode打开
  3. 进入vscode 使用快捷键 “ctrl + `”打开终端,终端尽量选择git bash.(git bash 需要安装git)


4. 使用make clean;make -j命令进行编译,看到输出了elf代表gcc + vscode编译环境搭建成功

使用vscode + gcc + pyocd调试, 烧录MCU

安装python环境

  1. 关闭梯子打开Microsoft Store,搜索python,安装python3.12

安装pycod, 以及安装pack包

  1. 在终端中使用pip 安装pyocd
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pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple pyocd

  1. 如果需要更新pip 则运行,然后重新运行上面安装pyocd命令
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pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple --upgrade pip

  1. 步骤一提示不在环境便令,则添加到环境变量
  2. 检查pyocd是否安装成功,输出版本号则安装成功.(添加环境后需要重启所有终端)
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pyocd -V

  1. 创建一个pack包的文件夹,我这里放在了~/AppData/Local/cmsis-pack-manager
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mkdir -p ~/AppData/Local/cmsis-pack-manager

  1. 将网络下载的pack包放进我们指定的文件夹.一般pack包命名为,芯片厂家+芯片型号+版本号.pack,我们把pack放进指定文件夹时应遵循~/AppData/Local/cmsis-pack-manager/芯片厂家/芯片型号/版本号.pack.下图我举例了2个pack包应该如何放置(放置规则并非强制,而是遵循pyocd 自带包管理的风格)

使用pyocd擦除,烧录,读取,

  1. 擦除flash.c表示全片擦除.-t 后面跟着芯片型号(可以通过Keil 魔术棒中的targer查看,也可以通过解压pack,查看pdsc文件). –pack 后面跟着本地pack包路径
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pyocd erase -c -t lcm32f067 --pack ~/AppData/Local/cmsis-pack-manager/Keil/LCM32F0xx_DFP/0.4.70.pack

  1. 烧录指定.hex文件.-t 后面跟着芯片型号(可以通过Keil 魔术棒中的targer查看,也可以通过解压pack,查看pdsc文件). –pack 后面跟着本地pack包路径. 直接跟.hex路径
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pyocd flash -t lcm32f067 --pack ~/AppData/Local/cmsis-pack-manager/Keil/LCM32F0xx_DFP/0.4.70.pack build/lcp067-gcc-bl.hex

  1. 从MCU读取指定位置(0x08000000)指定长度(0x10000)的flash,保存成.bin(flash.bin),然后通过工具链转换成.hex
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## pyocd 读取flash保存成.bin(可以根据需要修改,芯片名,芯片pack地址,要读取的地址,要读取的长度,要保存的文件名)
pyocd cmd -t lcm32f067 --pack ~/AppData/Local/cmsis-pack-manager/Keil/LCM32F0xx_DFP/0.4.70.pack -c "save 0x08000000 0x10000 flash.bin" 

## 使用工具链将.bin转换为.hex(可以根据需要修改.bin起始的地址,要保存的文件名)
arm-none-eabi-objcopy -I binary -O ihex flash.bin flash.hex --change-addresses 0x08000000

  1. 统一简单的烧录脚本,在工程文件夹下创建一个flash.sh的脚本,脚本内容如下.需要烧录时运行.flash命令即可
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#可以根据需要修改,芯片名,芯片pack地址,烧录app时不建议加入这条指令
pyocd erase -c -t lcm32f067 --pack ~/AppData/Local/cmsis-pack-manager/Keil/LCM32F0xx_DFP/0.4.70.pack

#可以根据需要修改,芯片名,芯片pack地址,.hex文件路径
pyocd flash -t lcm32f067 --pack ~/AppData/Local/cmsis-pack-manager/Keil/LCM32F0xx_DFP/0.4.70.pack build/lcp067-gcc-bl.hex

vocode 安装调试插件

  1. 安装Arm CMSIS Solution, Arm CMSIS Debuger, Arm Keil Studio

配置调试环境

  1. 在项目工程.vsocde文件夹下创建 launch.json文件,文件内容如下
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{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "CMSIS Debugger: pyOCD",
            "type": "gdbtarget",
            "request": "launch",
            "cwd": "${workspaceFolder}",
            "program": "${workspaceFolder}/build/lcp067-gcc-bl.elf",//替换成自己的elf文件路径
            "gdb": "arm-none-eabi-gdb",

           "initCommands": [
                "monitor reset halt",
                "break main"
            ],
            "target": {
                "server": "pyocd",
                "port": "3333",
                "serverParameters": [
                    "--target",
                    "lcm32f067", //替换成自己的芯片
                    "--pack",
                    "-pack ~/AppData/Local/cmsis-pack-manager/Keil/LCM32F0xx_DFP/0.4.70.pack" //替换成自己的pack路径
                ],
                "options": {
                    "frequency": 1000000,
                    "allow_no_cores": true
                },
                "override": {
                    "memory_map": [
                        {
                            "name": "RAM",
                            "start": 536870912,     //替换成自己芯片的RAM起始地址
                            "size": 4096,           //替换成自己芯片的RAM大小
                            "access": "rwx"
                        },
                        {
                            "name": "FLASH",
                            "start": 134217728,     //替换成自己芯片的ROM起始地址)
                            "size": 4096,           //替换成自己芯片的RAM大小
                            "access": "rx",
                            "is_boot_memory": true
                        }
                    ]
                },
            }
        }
    ]
}


  1. pyocd支持J-Link, ST-Link, Dap-Link等,进行调试前需先插入自己的Link,可运行pyocd命令查看Link是否被正常识别
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pyocd list -p

  #   Probe/Board             Unique ID            Target  
-----------------------------------------------------------
  0   Arm DAPLink CMSIS-DAP   3a19509cefa9954e01   n/a

  1. 连接好调试线,打开供电.在vscode 选择调试,选择CMSIS Debugger: pyOCD进行调试

使用vscode + gcc + pyocd实现live watch调试,仍然无法在运行时修改变量

vscode 安装Cortex—Debug

配置调试环境

  1. 在项目工程.vsocde文件夹下创建 launch.json文件,文件内容如下(pyocd + cortex-debug配置)
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{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
    {
        "name": "cortex-debug + LiveWatch",
        "type": "cortex-debug",
        "request": "launch",          // 也可以写 "attach"，都行
        "cwd": "${workspaceFolder}",
        "executable": "${workspaceFolder}/build/lcp067-gcc-bl.elf",            //修改自己的elf文件



        "servertype": "external",
        "gdbTarget": "localhost:50000",

        "runToEntryPoint": "main",
        // 如果想要进入调试时自动烧录（app没有校验）请"preLaunchCommands"取消注释,将"overrideLaunchCommands"进行注释
        "preLaunchCommands": [
            "set mem inaccessible-by-default off",
            "monitor reset halt"
        ],

        // 如果不想要进入调试时自动烧录（app有校验，使用pyocd 命令手动烧录再进行调试）请"preLaunchCommands"进行注释,将"overrideLaunchCommands"取消注释
        // "overrideLaunchCommands": [
        // "set mem inaccessible-by-default off",
        //     "file ${workspaceFolder}//build/lcp067-gcc-bl.elf",            //修改自己的elf文件
        //     "monitor reset halt" 
        // ],

        "preLaunchTask": "Start pyOCD gdbserver",   // ★ 和上面的 task label 对上
        
        "liveWatch": {
            "enabled": true,
            "samplesPerSecond": 10                  // live wath扫描频率
        },

        "showDevDebugOutput": false
    },
    {
        "name": "CMSIS Debugger: pyOCD",
        "type": "gdbtarget",
        "request": "launch",
        "cwd": "${workspaceFolder}",
        "program": "${workspaceFolder}/build/lcp067-gcc-bl.elf",
        "gdb": "arm-none-eabi-gdb",

        "initCommands": [
            "set mem inaccessible-by-default off",
            "monitor reset halt",
            "break main"
        ],
        "target": {
            "server": "pyocd",
            "port": "3333",
            "serverParameters": [
                "--target",
                "lcm32f067",
                "--pack",
                "~/AppData/Local/cmsis-pack-manager/Keil/LCM32F0xx_DFP/0.4.70.pack"
            ],
            "options": {
                "frequency": 1000000,
                "allow_no_cores": true
            },
            "override": {
                "memory_map": [
                    {
                        "name": "RAM",
                        "start": 536870912,
                        "size": 4096,
                        "access": "rwx"
                    },
                    {
                        "name": "FLASH",
                        "start": 134217728,
                        "size": 4096,
                        "access": "rx",
                        "is_boot_memory": true
                    }
                ]
            },
        }
    }

  ]

}


  1. 在项目工程.vsocde文件夹下创建 tasks.json文件,文件内容如下(pyocd + cortex-debug配置)
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{
    "version": "2.0.0",
    "tasks": [
        {
            "label": "Start pyOCD gdbserver",
            "type": "shell",
            "command": "pyocd",
            "args": [
                "gdbserver",
                "--port", "50000",
                "--telnet-port", "50001",
                "--target", "lcm32f067",
                "--pack", "~/AppData/Local/cmsis-pack-manager/Keil/LCM32F0xx_DFP/0.4.70.pack"
            ],
            "isBackground": true,
            "problemMatcher": {
                "owner": "external",
                "pattern": { "regexp": ".*", "message": 0 },
                "background": {
                    "activeOnStart": true,
                    "beginsPattern": ".*",
                    "endsPattern": "GDB server listening on port 50000"
                }
            },
            "presentation": {
                "reveal": "always",
                "panel": "dedicated"
            }
        }
    ]
}


  1. pyocd支持J-Link, ST-Link, Dap-Link等,进行调试前需先插入自己的Link,可运行pyocd命令查看Link是否被正常识别
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pyocd list -p

  #   Probe/Board             Unique ID            Target  
-----------------------------------------------------------
  0   Arm DAPLink CMSIS-DAP   3a19509cefa9954e01   n/a

  1. 连接好调试线,打开供电.在vscode 选择调试,选择cortex-debug + LiveWatch进行调试