第4章 搭建嵌入式開發平臺

學習嵌入式開發的首要步驟，便是搭建一個嵌入式開發平臺。這個平臺包括軟件開發平臺和硬件平臺，其中軟件平臺用于開發程序，而硬件平臺用來運行并驗證設計。本章將帶領讀者從頭搭建一個完整的基于ARM Cortex-M3的嵌入式開發平臺。通過本章的學習，讀者應該實現如下幾個目標。

· 了解和掌握基于ARM的RealView MDK開發環境。

· 了解基于ARM Cortex-M3的STM32芯片系列。

· 掌握基于ARM Cortex-M3的STM32最小開發系統。

· 掌握STM32的程序下載方式。

4.1 基于ARM的RealView MDK開發環境

ARM公司提供了全新的ARM開發平臺——RealView系列，不僅可以用于ARM7、ARM9等的開發，還支持最新的ARM Cortex-M3的開發。而在中國，ARM公司和深圳英倍特公司合作開了本土化的ARM RealView MDK開發平臺。ARM RealView MDK為中國的ARM設計者提供了簡單友好的使用環境和極高的性價比，得到了廣泛的應用。

4.1.1 RealView MDK簡介

在中國的單片機開發者中，Keil Software公司推出的Keil μVision系列軟件是最為經典的單片機軟件集成開發環境。ARM公司收購了Keil公司后，在最大程度保持μVision軟件的風格基礎上推出了ARM RealView MDK平臺。ARM RealView MDK開發平臺具有如下主要特點：

· 采用Keil μVision3的開發環境和界面，給單片機用戶的升級帶來極大的方便。

· 具有Windows風格的可視化操作界面，界面友好，使用極為方便。

· 支持匯編語言、C51語言及混合編程等多種方式的單片機設計。

· 集成了非常全面的ARM處理器支持，能夠完成ARM7、ARM9及ARM Cortex-M3等處理器的程序設計和仿真。

· 集成了豐富的庫函數，以及完善的編譯連接工具。

· 提供了并口、串口、A/D、D/A、定時器/計數器及中斷等資源的硬件仿真能力，能夠幫助用戶模擬實際硬件的執行效果。

· 可以與多款外部仿真器聯合使用，提供了強大的在線仿真調試能力。

· 內嵌RTX-51 Tiny和RTX-51 FULL內核，提供了簡單而強大的實時多任務操作系統支持。

· 在一個開發界面中支持多個項目的程序設計。

· 支持多級代碼優化，最大限度地幫助用戶精簡代碼體積。

· 由于Keil μVision具有最為廣泛的用戶群，因此相應的代碼資源非常豐富，讀者可以輕松地找到各類編程資源以加速學習和開發過程。

4.1.2 RealView MDK系統安裝需求

一般來說，程序員進行軟件開發對計算機系統的配置要求比較高。但是，RealView MDK集成開發環境的另一個最大特色，便是對計算機的硬件和軟件配置的要求很低。其主要要求如下：

· 最小內存128MB。

· 硬盤空間剩余至少50MB。

· Windows98或者后續的操作系統。

一般來說，現在計算機的系統配置都遠遠超過這個基本要求，因此都完全可以勝任。我們可以不用考慮計算機硬件配置問題，在任意計算機上直接進行安裝即可。

4.1.3 RealView MDK的安裝

了解了RealView MDK的一些基本概況后，下面便開始在計算機上搭建單片機的集成開發環境。操作步驟如下：

① 首先準備RealView MDK安裝源文件，雙擊Setup安裝文件，彈出Keil μVision3安裝的歡迎界面，如圖4-1所示。從該界面，可以看到RealView MDK依然采用了Keil μVision3的開發環境，只不過提供了完善的ARM支持。

② 單擊“Next”按鈕，彈出“License Agreement”對話框，如圖4-2所示。這里顯示了一些用戶安裝的協議和許可的要求，選擇“I agree to all the terms of the preceding License Agreement”即可，否則無法進入下一步。

③ 單擊“Next”按鈕，彈出“Folder Selection”對話框，如圖4-3所示。系統默認安裝在“C:\Keil”文件夾下。在這里，單擊“Browse”按鈕，可以選擇安裝的目錄。

④ 單擊“Next”按鈕，彈出“Customer Information”對話框，如圖4-4所示。此時，用戶需要輸入用戶名、公司名稱和E-mail，缺一不可。

⑤ 單擊“Next”按鈕，下面便開始自動安裝，如圖4-5所示。

⑥ 安裝完成后，彈出安裝完成對話框，如圖4-6所示。這里的幾個選項的含義如下。

· Show Release Notes：顯示安裝的版本注釋信息。

· Add Example projects to the recently used project list：添加一個示例程序到當前項目列表中。

· Retain currentμVision configuration：保持當前的設置。

· Preselect Example Projects for：選擇示例程序的類型。

⑦ 最后，單擊“Finish”按鈕，便可以結束RealView MDK集成開發環境的安裝。

4.1.4 RealView MDK集成開發環境總覽

對于讀者來說，后面的學習和設計都需要和RealView MDK集成開發環境打交道。因此，下面將帶領讀者熟悉一下RealView MDK集成開發環境，幫助讀者快速入門。當打開一個工程項目時，首先顯示了軟件的歡迎界面，如圖4-7所示。當進入開發環境后，RealView MDK的界面環境如圖4-8所示。

這里我們看到，RealView MDK集成開發環境與Keil μVision3集成開發環境基本類似。RealView MDK具有典型的Windows界面風格，整個編程界面主要包括菜單欄、工具欄、項目管理區、源代碼工作區和輸出信息窗口。另外，還有一些功能窗口將在后面逐步介紹。下面我們將帶領讀者逐一認識一下RealView MDK集成開發環境的主要組成部分。

4.1.5 RealView MDK的菜單欄

RealView MDK的菜單欄提供了項目操作、編輯操作、編譯調試及幫助等各種常用操作。所有的操作基本上都可以通過菜單命令來實現。下面分別進行介紹。

1.“File”菜單

“File”菜單和標準的Windows軟件的“File”菜單類似，提供了項目和文件的操作功能。“File”菜單各個命令的功能如表4-1所示。

2.“Edit”菜單

“Edit”菜單提供了常用的代碼編輯操作命令。“Edit”菜單各個命令的功能如表4-2所示。

3.“View”菜單

“View”菜單提供了在源代碼編輯和仿真調試過程中，各個窗口和工具欄的顯示和隱藏命令。“View”菜單各個命令的功能如表4-3所示。

4.“Project”菜單

“Project”菜單提供了ARM項目的創建、設置和編譯等命令。“Project”菜單各個命令的功能，如表4-4所示。

5.“Debug”菜單

“Debug”菜單中的命令大多用于仿真調試過程中，提供了斷點、調試方式及邏輯分析等功能。“Debug”菜單各個命令的功能，如表4-5所示。

6.“Flash”菜單

“Flash”菜單提供了下載程序、擦除ARM處理器程序存儲器等操作。這里的命令需要外部的編程器支持才可以使用。“Flash”菜單各個命令的功能，如表4-6所示。

7.“Peripherals”菜單

“Peripherals”菜單提供了ARM處理器各種硬件資源的仿真對話框。這里的所有命令都只在仿真調試環境下才顯示并可以使用，且顯示的資源內容隨用戶選擇的ARM處理器型號的不同而不同。這里列出一些常用到的“Peripherals”菜單命令的功能，如表4-7所示。

8.“Tools”菜單

“Tools”菜單提供了一些第三方軟件的支持，例如PC-Lint。用戶需要額外安裝相應的軟件才可以使用。“Tools”菜單一般使用得比較少，這里僅列出各個命令的功能，如表4-8所示。

9.“SVSC”菜單

“SVSC”菜單提供了程序的版本控制，該菜單下僅包括“Configure Version Control”一個命令，用于配置軟件版本。

另外，“Windows”菜單下提供了對工作區窗口布局的管理，“Help”菜單提供了一些幫助信息，這里不再具體介紹。

4.1.6 RealView MDK的工具欄

RealView MDK的菜單欄雖然提供了豐富全面的操作命令，但是操作比較麻煩。因此，RealView MDK在不同的環境下提供了對應的快捷操作工具欄，供用戶實現簡便的操作。RealView MDK的工具欄包括一些通用功能的工具欄、用于編譯的工具欄、用于仿真調試的工具欄和一些硬件資源仿真工具欄。其中，硬件資源仿真工具欄將在以后的章節中用到的時候進行介紹。下面介紹一些最基本的工具欄。

1.通用功能工具欄

通用功能工具欄提供了一些標準的Windows文件操作，例如打開、保存和新建等。此外，還包括各種源代碼文件的操作，例如復制、粘貼、標簽操作和斷點管理等。RealView MDK的通用功能工具欄如圖4-9所示。RealView MDK通用功能工具欄各個工具按鈕所對應的功能如表4-9所示。

2.編譯工具欄

編譯工具欄用于實現一些項目編譯和程序下載的操作。編譯工具欄，如圖4-10 所示。編譯工具欄按鈕所對應的功能，如表4-10所示。

3.仿真調試工具欄

仿真調試工具欄在仿真調試環境下使用，提供了仿真和調試過程中經常使用的命令。仿真調試工具欄如圖4-11所示。仿真調試工具欄按鈕所對應的功能，如表4-11所示。

在這里提到很多個仿真調試環境下的分析窗口，我們將在后面章節中用到的情況下，結合實例進行介紹。

4.1.7 RealView MDK的快捷鍵

快捷鍵提供了比工具欄按鈕更為快捷的操作，在RealView MDK集成開發環境中不僅提供了常用功能的默認快捷鍵，同時用戶也可以根據自己的需要來自定義快捷鍵。RealView MDK系統默認的快捷鍵，如表4-12所示。