0.前言

最近在做一个开源个人项目有用到STM32这款MCU，好久没用Keil感觉各种不适应，遂尝试能不能把STM32的开发环境部署到其他更强大的IDE，结果很圆满，以下是配置Clion用于STM32开发的过程记录，供大家参考~

做嵌入式开发的人对STM32这个平台应该都是非常熟悉的，在国内尤其流行，很多产品里面都是基于这个平台做的方案。多数人在开发STM32的时候用的都是Keil这个老牌IDE，很大一部分原因是因为大多数人最初是从51单片机学习过来的，51就是基于Keil去开发的，然后迁移到STM32的时候也就沿用下来了。

Keil操作简单，容易上手，而且可以很方便地进行调试。但是对于以前不是做嵌入式开发的软件开发人员来说，面对Keil这种上世纪风格的IDE（不只是UI）肯定是不太有好感的。在尝试过STM32CubeIDE和TrueStudio等用Eclipse修改的IDE之后，总是觉得还是没内味儿。

我平时工作中最常用的是Pycharm和Android Studio，都是Jetbrains系的IDE。用过Jetbrains系IDE的朋友肯定会被它强大的代码补全、界面风格、各种插件、流畅性等众多优点所吸引，毫无疑问这些是能够极大提高开发效率的。而其中有一款CLion IDE就是专门面向C/C++开发的，所以本篇文章会介绍如何把STM32的编译调试环境部署到CLion中，过程还是有很多坑值得注意的。

代码的话大家以前用的基本上都是ST的标准库，然后自己开发逻辑部分，或者在一些方便的地方直接操作寄存器。直接操作寄存器能提高代码的执行效率，但是很难移植，后来ST开发了一款可以快速demo的平台Cube MX，通过这个软件配合ST的HAL库，可以快速的搭建工程，并能生成跨芯片平台的工程。HAL库更容易进行移植，而且应用起来也更加方便，ST也正在加大对HAL库的支持，并渐渐放弃标准库。

本篇介绍的内容也是以基于HAL库开发为准的。

1.环境及所需工具

软件环境:

• Windows 10

• STM32CubeMX

• Clion-2019

• MinGW

• OpenOCD

• arm-none-eabi-gcc

硬件环境：

• STM32F103VET6

• 自制的DapLink下载器（ST-Link/J-Link也是可以的）

工具安装

1. STM32CubeMX
   这个正常去官网下载最新版的安装就行了：https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubemx.html

2. OpenOCD
   OpenOCD是用于对STM32进行下载仿真的工具，是一个开源软件包，Windows版本下从这里下载，下载好解压到一个目录就行，后面会在Clion中链接这个目录：

1. MinGW
   Clion需要使用MinGW环境来配置工具链，安装方法如下：
   首先去MinGW主页下载最新版本的MinGW： Minimalist GNU for Windows，这是MinGW的安装器：

打开exe进行安装，修改安装目录（最好不能有空格），安装完成后进行组件下载：

如上图中所示，把Basic Setup里面的组件全部勾选（也可也去掉不需要的语言编译器比如Objective-C）。
配置系统的环境变量，在Path环境变量里面添加一条，指向MinGW的bin文件夹：

重启电脑，然后在命令窗口中输入下面的命令验证安装是否成功：
gcc -v

1. arm-none-eabi-gcc
   Windows到这里下载：https://developer.arm.com/open-source/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads ，选择ZIP压缩包形式的：

解压到一个文件夹，并把安装目录下的bin文件夹添加到环境变量：

然后重启使得环境变量生效之后可以在命令行里用以下语句测试：
arm-none-eabi-gcc -v
如果有信息输出,那就是装好了。

Clion配置

Clion是基于CMake来管理项目的，所以首选我们需要配置好预设的MinGW和CMake环境。

打开File-Settings-Build,Execution,Deployment选项卡，在Toolchains下面添加一个MinGW环境：

注意Debugger不要改，否则断点调试的时候无法连接。

然后再CMake栏下确认一下工具链是否正确：

至此Clion环境配置完成，可以创建STM32项目了。

2.在Clion中创建STM32工程

创建CubeMX工程

在Clion中选择File-New Project可以创建STM32CubeMX的项目：

点击create后会生成一个.ioc文件，这个文件跟使用STM32CubeMX直接创建的是一样的，点击图中的链接可以跳转到STM32CubeMX中打开这个ioc文件：

默认选中的芯片型号是STM32F030F4Px，我们可以在CubeMX中重新选择自己需要的芯片，一切操作都和使用Keil开发没有区别。

只有一个地方需要注意一下，就是在下面的设置中项目名称一定要和在Clion中建立的一致，这样生成的工程文件才会覆盖Clion中的文件，否则会另外生成一个文件夹，Clion就无法读取了。

另外生成的IDE类型选择是SW4STM32。

每次修改完点Generate之后，弹窗直接点Close，Clion里面会自动更新文件。

第一次设置完回到Clion会弹出一个板卡选择窗口：

这些配置文件是跟OpenOCD下载程序有关的，里面的板子很可能是没有我们自己要用的型号的，后面会介绍怎么自己建立这个配置文件，这里先点取消。

编译工程

在IDE底栏的CMake选项卡中如果没有提示错误，说明工程配置就没问题了。

点击这个按钮可以更新CMake工程：

顶栏的这三个图标分别是编译、下载、调试：

点击编译，可以看到编译输出：

可以看到成功生成了用于烧写的.bin和.hex文件。

烧录程序 & 在线调试

在Keil里面我们烧录程序的时候要指定使用的下载器（J-Link、ST-Link、CMSIS-DAP等），Clion烧录程序之前通用需要进行一些设置。

点击编译按钮旁边的配置栏下拉，选Edit Configurations，打开配置窗口：

可以看到没有设置板子的config文件所以出现警告错误，这个配置文件就是前面说的需要自己生成的文件。

我们在工程根目录下新建一个文件夹config，在里面新建一个配置文件daplink.cfg（因为我这里使用的是自制DapLink作为仿真器），文件的内容如下：

# choose st-link/j-link/dap-link etc.

adapter driver cmsis-dap

transport select swd

# 0x10000 = 64K Flash Size

set FLASH_SIZE 0x20000

source [find target/stm32f1x.cfg]

# download speed = 10MHz

adapter speed 10000

前两行设置了仿真器的类型和接口，下面几行指定了Flash大小、芯片类型、下载速度等。

如果对自己的芯片不知道怎么设置，可以参考OpenOCD自带的一系列配置文件，路径在OpenOCD安装目录的share\openocd\scripts下：

只需要关注这几个目录：

• board：板卡配置，各种官方板卡

• interface：仿真器类型配置，比如ST-Link、CMSIS-DAP等都在里面

• target：芯片类型配置，STM32F1xx、STM32L0XX等等都在里面

设置好配置文件之后，就可以点击下载或者调试按钮进行下载和在线调试了。

在配置文件中不要加reset_config srst_only这一句，会导致下载失败，这一句是指示系统重启的，删除不影响下载。

CLion里面是支持全功能的单步断点调试的，也能在代码里直接观察变量的值，非常舒服~

3.其他问题

编译错误问题

1. 如果移动了工程文件夹的话，最好打开.ioc文件重新Generate一下再编译，可以解决很多错误。

printf重定向问题

在Keil里面为了使用printf函数我们需要重定向fputc函数：

int fputc (int ch, FILE *f)

{

    (void)HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 1000);

    return ch;

}

其中的FILE定义在stdio.h头文件中，所以需要在项目中包含这个头文件，但是经过测试发现，Keil里面包含的是MDK\ARM\ARMCC\include这个目录下的stdio.h，而在Clion中是不会链接到这个文件的。因此如果在Clion中也按之前的方法进行重定向，会发现printf没有任何输出。

在Clion中链接的是GNU-Tools-ARM-Embedded\arm-none-eabi\include里面的stdio.h，如果仍然想使用printf函数功能，则需要进行如下操作：

新建一个retarget.h文件内容如下：

#ifndef _RETARGET_H__

#define _RETARGET_H__

#include "stm32f1xx_hal.h"

#include <sys/stat.h>

#include <stdio.h>

void RetargetInit(UART_HandleTypeDef *huart);

int _isatty(int fd);

int _write(int fd, char *ptr, int len);

int _close(int fd);

int _lseek(int fd, int ptr, int dir);

int _read(int fd, char *ptr, int len);

int _fstat(int fd, struct stat *st);

#endif //#ifndef _RETARGET_H__

再新建一个retarget.c文件内容如下：

#include <_ansi.h>

#include <_syslist.h>

#include <errno.h>

#include <sys/time.h>

#include <sys/times.h>

#include <retarget.h>

#include <stdint.h>

#if !defined(OS_USE_SEMIHOSTING)

#define STDIN_FILENO  0

#define STDOUT_FILENO 1

#define STDERR_FILENO 2

UART_HandleTypeDef *gHuart;

void RetargetInit(UART_HandleTypeDef *huart)

{

    gHuart = huart;

    /* Disable I/O buffering for STDOUT stream, so that

     * chars are sent out as soon as they are printed. */

    setvbuf(stdout, NULL, _IONBF, 0);

}

int _isatty(int fd)

{

    if (fd >= STDIN_FILENO && fd <= STDERR_FILENO)

        return 1;

    errno = EBADF;

    return 0;

}

int _write(int fd, char *ptr, int len)

{

    HAL_StatusTypeDef hstatus;

    if (fd == STDOUT_FILENO || fd == STDERR_FILENO)

    {

        hstatus = HAL_UART_Transmit(gHuart, (uint8_t *) ptr, len, HAL_MAX_DELAY);

        if (hstatus == HAL_OK)

            return len;

        else

            return EIO;

    }

    errno = EBADF;

    return -1;

}

int _close(int fd)

{

    if (fd >= STDIN_FILENO && fd <= STDERR_FILENO)

        return 0;

    errno = EBADF;

    return -1;

}

int _lseek(int fd, int ptr, int dir)

{

    (void) fd;

    (void) ptr;

    (void) dir;

    errno = EBADF;

    return -1;

}

int _read(int fd, char *ptr, int len)

{

    HAL_StatusTypeDef hstatus;

    if (fd == STDIN_FILENO)

    {

        hstatus = HAL_UART_Receive(gHuart, (uint8_t *) ptr, 1, HAL_MAX_DELAY);

        if (hstatus == HAL_OK)

            return 1;

        else

            return EIO;

    }

    errno = EBADF;

    return -1;

}

int _fstat(int fd, struct stat *st)

{

    if (fd >= STDIN_FILENO && fd <= STDERR_FILENO)

    {

        st->st_mode = S_IFCHR;

        return 0;

    }

    errno = EBADF;

    return 0;

}

#endif //#if !defined(OS_USE_SEMIHOSTING)

添加这两个文件到工程，更新CMake，编译之后会发现，有几个系统函数重复定义了，被重复定义的函数位于Src目录的syscalls.c文件中，我们把里面重复的几个函数删掉即可。

在main函数的初始化代码中添加对头文件的引用并注册重定向的串口号：

#include "retarget.h"

RetargetInit(&huart1);

然后就可以愉快地使用printf和scanf啦：

char buf[100];

printf("\r\nYour name: ");

scanf("%s", buf);

printf("\r\nHello, %s!\r\n", buf);