想学STM32，不知道从哪开始的有木有？想学ARM单片机，嫌买开发板、调试器费钱的有木有？买了STM32开发板没有资料不会玩，放在那里吃灰的有木有？买了开发板，照着例子跑通了几个程序，依然一头雾水的有木有？

我是个非常抠门的人，搞DIY也省得很——一切从简。(太复杂了的搞不定

#include "stm32f0xx.h"
int main(void)
{
RCC->AHBENR |= RCC_AHBENR_GPIOAEN; // enable GPIO port A & B clock
GPIOA->MODER = GPIO_MODER_MODER8_0; // PA8 as general output (LED)
RCC->APB1ENR |= RCC_APB1ENR_TIM6EN; // enable basic timer 6
TIM6->PSC = 9999; // prescaler
TIM6->ARR = 399; // auto reload value
TIM6->CR1 = TIM_CR1_URS|TIM_CR1_CEN; // start counter
while(1)
{
static char a=0;
if(TIM6->SR & TIM_SR_UIF) // check if overflow
{
TIM6->SR &= ~TIM_SR_UIF; // clear flag
if(a==0)
{
GPIOA->BSRR = (1<<8);
a=1;
}
else
{
GPIOA->BRR = (1<<8);
a=0;
}
}
}
}

点"Next"继续

这时已显示出识别出的STM32型号，点"Next"到下一步进行具体的操作。

OK, 下载HEX，擦除，上载(读Flash内容) 功能都一看就明白了吧。

第三种下载方式，从USB，需要ST的"DFUSe Demo"软件，也是从ST网站下载的(URL http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/st_prod_software_internet/resource/technical/software/demo_and_example/stsw-stm32080.zip)。也需要把BOOT0跳线接上，还必须连接USB口，然后PC提示找到了新硬件。安装好驱动以后，再启动软件，界面如下：

不过现在不能把HEX文件直接写入，而需要先生成dfu文件，使用一起安装得到的"DFU File Manager"程序，从HEX生成dfu.

至于 VID, PID 我还是保留和原来的一致，不然得重新安装驱动（为什么要使用DFU文件我还没理解清楚）。得到dfu文件就可以用上面的软件烧写了。

怎么样，我的开发板够精简吧？

STM32F0xx 系列是ARM Cortex-M0架构，地址空间32位，也就是4G Bytes的访问范围。数据和代码使用同一编址，下图是地址空间的布局：

实际上单片机用到的资源很少，地址空间大部分都没有内容。我使用的STM32F072C8T6带有64kB的Flash ROM, 16kB的SRAM，起始分别是 0x08000000 和 0x20000000. (由于有硬件映射功能，在0x00000000也就是最低地址，还可以访问ROM或者RAM的内容). 单片机片上外设的寄存器，则分布在更高的地址空间。读写这些寄存器，在CPU看来和读写内存(RAM)操作是一样的。

所以，C语言访问设备寄存器，和访问内存中的一个变量一样。只要知道寄存器的地址，通过一个指针访问就可以实现读写。上一贴子我的程序中引用了 RCC, GPIOA, TIM6 这三个(结构)指针，它们的值(也就是地址)以及类型(代表访问的内容)定义在 stm32f0xx.h 这个头文件中。因为设备寄存器太多了哇，如果每一个都定义一个指针就太烦琐了，所以把按功能划分定义成组，每组用一个C语言的结构类型表示，写起来也更清晰。而寄存器里面的位描述也可以定义成一些宏，在读程序的时候就知道是什么意思了。如果有兴趣，可以把 stm32f0xx.h 文件和STM32F0的手册对照着阅读。

好，假设已经熟悉寄存器操作了，知道怎么配置寄存器实现想要的功能，那么就可以写C程序让STM32工作了。现在需要一个工具来将C程序翻译成机器代码——编译器，或者是叫做工具链(Tool chain)。Keil MDK-ARM 或者 IAR-EWARM 开发环境都带有各自的编译器，不过我更偏向于用开源的GCC-ARM. 在launchpad.net上可以下载到编译好的arm-gcc工具链zip包，将它解压缩，加到PATH里面就可以直接用了，很方便(很精简吧)。

OK，现在来编译上面那个mini.c文件，命令行：
arm-none-eabi-gcc -c -Os -mcpu=cortex-m0 -mthumb mini.c
gcc的参数 -c 是表示仅编译，-Os 是优化代码大小，-mcpu=cortex-m0 -mthumb 是指定指令集的，因为ARM有不同的版本。对了，include的头文件还没弄到呢。要编译通过需要把 stm32f0xx.h 这个文件找来。我的建议是下载ST提供的 "STM32F0x2 USB FS Device Library" 程序库(URL http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/st_prod_software_internet/resource/technical/software/firmware/stsw-stm32092.zip)，把里面需要的头文件等等扒出来。在 stm32f0xx.h 中还包含了另外几个头文件，一并弄出来放到工程目录下。

如果编译成功，将得到 mini.o 目标文件。可以用 arm-none-eabi-objdump -S mini.o 反汇编看看翻译成什么代码了。

E:\arm\test072\mini>arm-none-eabi-objdump -S mini.o
mini.o: file format elf32-littlearm
Disassembly of section .text.startup:
00000000
:
0: 4b16 ldr r3, [pc, #88] ; (5c
2: 2280 movs r2, #128 ; 0x80
4: 6959 ldr r1, [r3, #20]
6: 0292 lsls r2, r2, #10
8: 430a orrs r2, r1
a: b510 push {r4, lr}
c: 2180 movs r1, #128 ; 0x80
e: 615a str r2, [r3, #20]
24: 851a strh r2, [r3, #40] ; 0x28
26: 2290 movs r2, #144 ; 0x90
28: 32ff adds r2, #255 ; 0xff
2a: 62da str r2, [r3, #44] ; 0x2c
完整代码请点击阅读原文
50: 6184 str r4, [r0, #24]
52: 1c0a adds r2, r1, #0
54: e7ee b.n 34
56: 8504 strh r4, [r0, #40] ; 0x28
58: 2200 movs r2, #0
5a: e7eb b.n 34
5c: 40021000 .word 0x40021000
60: 40001000 .word 0x40001000
64: 0000270f .word 0x0000270f
68: 00000000 .word 0x00000000

如上，其实里面就一个main函数。但是 main 的入口地址还没有确定，而且它还使用了一个static型的内存变量，地址也还没有确定。可以用 arm-none-eabi-nm mini.o 来查看模块里面的全局符号表:

E:\arm\test072\mini>arm-none-eabi-nm mini.o
00000000 b a.4686
00000000 T main

那么，怎么让程序放到ROM中合适的地址，并运行呢？如果熟悉C语言编程就知道还有一步——链接，才能确定符号的地址。但是，到目前为止我们还没有告诉GCC地址的布局，也就是RAM从哪里开始，代码放在哪里。因为ARM的器件很多，这并不是统一的，所以需要提供一些信息给链接程序。具体地，需要一个Linker Script, 可以从软件包中找到 STM32F072C8_FLASH.ld (或者用近似的来修改得到)

/*
*****************************************************************************
** File : stm32_flash.ld
*****************************************************************************
*/
/* Entry Point */
ENTRY(Reset_Handler)
/* Highest address of the user mode stack */
_estack = 0x20003FFF; /* end of RAM */
完整代码请点击阅读原文
/DISCARD/ :
{
libc.a ( * )
libm.a ( * )
libgcc.a ( * )
}
.ARM.attributes 0 : { *(.ARM.attributes) }
}

OK，下面就是链接了，使用命令 arm-none-eabi-ld mini.o -Le:\arm-2014q3\arm-none-eabi\lib\armv6-m -Le:\arm-2014q3\lib\gcc\arm-none-eabi\4.8.4\armv6-m -T STM32F072C8_FLASH.ld -o mini.elf
这里面 -L 参数是添加标准库文件的搜索路径，虽然暂时并没有用到C标准库里面的东西，但是Linker Script里面引用了标准库文件。-o 指定输出的目标文件。这么就快要得到最终的机器码了，不过好象还缺少了什么……
arm-none-eabi-ld: warning: cannot find entry symbol Reset_Handler; defaulting to 08000000

linker给了一个警告：找不到入口地址 Reset_Handler 的值，设成了默认 0x08000000. 下面再用objdump -S反汇编看一下

E:\arm\test072\mini>arm-none-eabi-objdump -S mini.elf
mini.elf: file format elf32-littlearm
Disassembly of section .text:
08000000
:
8000000: 4b16 ldr r3, [pc, #88] ; (800005c
8000002: 2280 movs r2, #128 ; 0x80
8000004: 6959 ldr r1, [r3, #20]
8000006: 0292 lsls r2, r2, #10
8000008: 430a orrs r2, r1
800000a: b510 push {r4, lr}
完整代码请点击阅读原文
8000050: 6184 str r4, [r0, #24]
8000052: 1c0a adds r2, r1, #0
8000054: e7ee b.n 8000034
8000056: 8504 strh r4, [r0, #40] ; 0x28
8000058: 2200 movs r2, #0
800005a: e7eb b.n 8000034
800005c: 40021000 .word 0x40021000
8000060: 40001000 .word 0x40001000
8000064: 0000270f .word 0x0000270f
8000068: 20000000 .word 0x20000000

现在 main() 被放到ROM最开始去了，这好象是对的？如果了解ARM Cortex-M0下就知道这样错了，因为最开始应该是中断向量表。我们还没有编写Linker Script中的 .isr_vectors 段的内容。而且，一上来初始化堆栈指针等工作都没有做就直接运行 main() 了也不合适吧？还缺少了初始化代码。

在软件包中搜刮一个 startup_stm32f072.s 汇编文件

/**
******************************************************************************
* @file startup_stm32f072.s
* @author MCD Application Team
******************************************************************************
*/
.syntax unified
.cpu cortex-m0
.fpu softvfp
.thumb
.global g_pfnVectors
.global Default_Handler
完整代码请点击阅读原文
.weak USART2_IRQHandler
.thumb_set USART2_IRQHandler,Default_Handler
.weak USART3_4_IRQHandler
.thumb_set USART3_4_IRQHandler,Default_Handler
.weak CEC_CAN_IRQHandler
.thumb_set CEC_CAN_IRQHandler,Default_Handler
.weak USB_IRQHandler
.thumb_set USB_IRQHandler,Default_Handler
/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

原来是这样，中断向量表在这里进行了描述，还有设置堆栈，初始化全局变量的代码，然后跳转到 main 执行。好了，这样就该差不多了。这个汇编程序是GNU AS的语法，可以用 arm-none-eabi-gcc 来直接汇编
arm-none-eabi-gcc -c startup_stm32f072.s
链接两个目标模块
arm-none-eabi-ld mini.o startup_stm32f072.o -Le:\arm-2014q3\arm-none-eabi\lib\armv6-m -Le:\arm-2014q3\lib\gcc\arm-none-eabi\4.8.4\armv6-m -T STM32F072C8_FLASH.ld -o mini.elf
最后转换出一个 HEX 文件
arm-none-eabi-objcopy -Oihex mini.elf mini.hex
可以进行烧写了。

我这个是最简化的例子，使用最简化的软件工具，不过已经包含了基本的C语言框架。

第一个USB工程例子：USB存储盘。因为手边没有SPI或I2C接口的Flash, 就权且用单片机的RAM虚拟一下吧。这个"U盘"容量标成160kB, 实际上有效的存储只有10kB，用一点扇区映射的技巧骗过操作系统，当然存放文件只能几kB了。

ST官方提供了一个 STM32F0 的USB固件库，(URL http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/st_prod_software_internet/resource/technical/software/firmware/stsw-stm32092.zip)，包括了硬件库、核心库和类库的C头文件和源文件。我cruelfox琢磨了一整天，还是没搞清楚怎么调用这些函数，只好照着个Example改吧。

于是就用MassStorage类的例子来下手了，这个目录里面的主文件 app.c 非常简单

/**
* @file app.c
*/
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "usbd_msc_core.h"
#include "usbd_usr.h"
USB_CORE_HANDLE USB_Device_dev ;
int main(void)
{
USBD_Init(&USB_Device_dev,
&USR_desc,
&USBD_MSC_cb,
&USR_cb);
while (1)
{
}
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line)
{
while (1)
{}
}
#endif

一切USB相关的东西都在 USBD_init() 这个函数里面了。追查源代码，可以发现这个函数调用其实是向库函数提供了一堆回调函数的接口，也就是说写一些子程序，让驱动程序在需要的时候调用。这样开发USB的我们就不用去管中断什么的了，要做的就是实现各种USB的请求——其实程序库里面已经把大部分的请求应答都实现了，而具体的类库(比如我这里用的MassStorage类)又处理了剩余的大部分，所以只剩下功能性的需要自己写。

在 usbd_desc.c 这个程序里面可以看到描述符是怎么创建和返回的

/**
******************************************************************************
* @file usbd_desc.c
* @author MCD Application Team
* @version V1.0.0
* @date 31-January-2014
* @brief This file provides the USBD descriptors and string formating method.
******************************************************************************
* @attention
*
*
© COPYRIGHT 2014 STMicroelectronics
*
* Licensed under MCD-ST Liberty SW License Agreement V2, (the "License");
* You may not use this file except in compliance with the License.
完整代码请点击阅读原文
value = value << 4;
pbuf[ 2* idx + 1] = 0;
}
}
/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

插一句: 开发USB设备，有很重要的一部分是编写描述符（当然也要借用已有的模板），设备叫什么，功能是什么等等都从描述符体现。只要设备向主机成功返回了描述符，主机就会提示找到硬件。

设计到U盘读写操作的部分在 usbd_storage_msd.c 里面，我就是在例子程序上改的

/**
******************************************************************************
* @file usbd_storage_msd.c
* @author MCD application Team
* @version V1.0.0
* @date 31-January-2014
* @brief This file provides the disk operations functions.
完整代码请点击阅读原文
{
return (STORAGE_LUN_NBR - 1);
}
/************************ (C) COPYRIGHT STMicroelectronics *****END OF FILE****/

主要是需要完成报告容量、读、写三个函数。如果有可实现存储的硬件，接口连起来即可。我上面是用了10kB的RAM来存放，动态分配20个扇区来存储。如果检测到要写的整个扇区都是0，那么就忽略。于是这样就做成了虚拟的U盘。

附件包含了所有需要的程序源代码，USB库的部分在lib子目录下面。build.bat 中是编译的命令。依靠这个USB函数库开发起来还算不难吧，只要看懂了例子，mass storage class还比较简单，因为硬件涉及就是读扇区、写扇区。USB HID设备五花八门，就不是这么简单了，继续研究去。

文中提到的相关附件及完整代码请点击阅读原文浏览。

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