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keil5使用c++编写stm32控制程序

帅的发光发亮 2023-05-25 04:00:03
简介keil5使用c++编写stm32控制程序

keil5使用c++编写stm32控制程序

一、前言

想着搞个新奇的玩意玩一玩来着，想用c++编写代码来控制stm32，结果在keil5中，把踩给我踩闷了，这里简单记录一下。注意一定要按照如下流程进行操作，一步都不要跟丢了。

二、配置图解

所需要的一些文件放在百度网盘了。
先把最新的库函数和CMSIS安装好。
我这里为了方便就直接安装在了keil5的文件夹路径里。
在这里插入图片描述

废话不多说，直接上图解。
在这里插入图片描述
记得把use microlib的勾选去掉。配置和我图片上一样就没问题。

在这里插入图片描述
那这样配置过后会不会就好用了？当然不是，还要使用最新的标准库函数才行。
如何配置以后方便移植勒？当然是这样操作啦。
这里用的是普中科技32f103zet6板子的案例教程。
如图，找到你工程目录下的CMSIS把之前老版本的删除掉。
在这里插入图片描述
注意自己找到你最新的CMSIS的安装路径。
再把你Keil_v5ARMPacksARMCMSIS5.9.0CMSISCoreInclude里边的文件全部复制过去。
在这里插入图片描述
在把Keil_v5ARMPacksKeilSTM32F1xx_DFP2.4.0DeviceInclude里边的system_stm32f10x.h 和Keil_v5ARMPacksKeilSTM32F1xx_DFP2.4.0DeviceSource里边的system_stm32f10x.c复制出来。 然后再继续在Keil_v5ARMPacksKeilSTM32F1xx_DFP2.4.0DeviceSourceARM找到你对应单片机的后缀文件。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

最后你工程目录的CMSIS下边就应该是这些文件。
在这里插入图片描述
2.再把Libraries下的STM32F10x_StdPeriph_Driver里的inc和src文件替换为最新的固件库的。
安装的最新的固件库的文件位置在Keil_v5ARMPacksKeilSTM32F1xx_DFP2.4.0DeviceStdPeriph_Driver里。
在这里插入图片描述
3.替换user文件下的如下文件
在这里插入图片描述
找到文件路径在Keil_v5ARMPacksKeilSTM32F1xx_DFP2.4.0DeviceStdPeriph_Driver emplates文件下
在这里插入图片描述
在找打之前的Keil_v5ARMPacksKeilSTM32F1xx_DFP2.4.0DeviceInclude里的这个文件在这里插入图片描述
用这些把之前的文件替换掉就行。
在这里插入图片描述
接下来先把你工程中的一些c结尾文件按如下配置
在这里插入图片描述

就可以编译运行了，但是直接运行会报错。
在这里插入图片描述
建议先进入stm32f10x_conf.h文件中把
”#include "RTE_Components.h"注释掉，因为我们按照做模板的配置操作的，没有进入之前的动态环境中去配置东西，如果选择了如下配置的东西就会在你的工程文件下生成RTE的一个文件夹。如果你选择了这样操作的话就不会报这个错误。如果要配置的话记得把依赖勾选完整，如果依赖勾选正确会显示绿色，如果不正确会显示黄色，这里不在赘述，纯粹是为你满足你们的好奇心。

当然现在也可以不用管，因为后边会配置自定义的串口输出，会勾选一些配置，到时候他就会自动生成这个RTE_Components.h所需要的环境。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

这下配置好了，浅浅的点个灯吧，点灯大师已经准备上线了，直接操作。

写个led.h

/*  LED时钟端口、引脚定义 */
#ifndef _led_H
#define _led_H

#include "system.h"

#define LED_PORT 			GPIOC   
#define LED_PIN 			(GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3|GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7)
#define LED_PORT_RCC		RCC_APB2Periph_GPIOC

//这里是stm32的管脚的按位操作。
#define led1 PCout(1)  	//D2指示灯连接的是PC1管脚
#define led2 PCout(2)  	//D2指示灯连接的是PC2管脚

#ifdef __cplusplus

class Led{
public:
    Led(){LED_GPIO_Config();}
    void LED_GPIO_Config(void);
    void TurnOn( u16 port, bool status);
    ~Led(){std::cout<<std::move("I am relased!")<<std::endl;};
private:
	
};

#endif

在写个led.cpp

#include "led.h"

void Led::LED_GPIO_Config()
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;//定义结构体变量
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(LED_PORT_RCC, ENABLE);
	
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED_PIN;  //选择你要设置的IO口
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;	 //设置推挽输出模式
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	  //设置传输速率
	GPIO_Init(LED_PORT, &GPIO_InitStructure); 	   /* 初始化GPIO */
	
	GPIO_SetBits(LED_PORT, LED_PIN);   //将LED端口拉高，熄灭所有LED
	
}

void Led::TurnOn(u16 port, bool status)
{
  if(status){
	GPIO_ResetBits(LED_PORT, port);}  //将LED端口拉高，熄灭所有LED
  else{
    GPIO_SetBits(LED_PORT, port);}
}

再写个main.cpp

#include "system.h"

int main(void)
{
	SysTick_Init(72);
	std::shared_ptr<Led> led = std::make_shared<Led>();
	while(1)
	{
		led1 = !led1;
		delay_ms(500);
		led->TurnOn(GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7, false);
		delay_ms(500);
		led->TurnOn(GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7, true);
		delay_ms(500);
	}
	return 0;
}

啊哈，好了，恭喜你成功成为一名光荣的点灯工程师。

单纯点灯

三、std::cout串口重定向

既然都用到c++了，那么这个特色的输出肯定不能放过，那么怎么使用它把信息通过串口输出到上位机上啊，别急，一步一步来，showtime！

1.先点击这个运行环境配置图标在这里插入图片描述
2.依次进入Compiler->I/O，将里面的都勾选上，其实也不用就勾选个STDOUT我感觉就可以了，当然勾上也没有什么影响，并将variant列依次选择如下图所示：
在这里插入图片描述
这里配置完成后，需要你在你自己的usart.h文件中实现

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
    int stdout_putchar(int ch);
    int stderr_putchar(int ch);
#ifdef __cplusplus
}
#endif

usart.cpp函数中实现

//标准输出流
int stdout_putchar(int ch)
{
		USART_SendData(USART1,(u8)ch);
		while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET){};
    return ch;
}

标准错误流
int stderr_putchar(int ch)
{
    while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE)==RESET);
    return (int)USART_ReceiveData(USART1);
}

这样你就可以直接在main.cpp中调用函数了。这次点灯加上串口通信。

#include "system.h"

int main(void)
{

	SysTick_Init(72);

	Init_Usart();

	std::shared_ptr<Led> led = std::make_shared<Led>();

	while(1)
	{
		led1 = !led1;
		delay_ms(500);
		led->TurnOn(GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7, false);
		delay_ms(500);
		led->TurnOn(GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7, true);
		delay_ms(500);
		std::cout<<std::move("================Usart_Test=================")<<std::endl;
	}
	return 0;
}

这里多说几句，这c++在这里keil里边有些特性和标准的c++不太一样，这里的我就不过多阐述，待你们使用的时候自然就明白了。

打开你的串口调试助手就可以得到如下的信息。
在这里插入图片描述
哇哦，不仅现在点灯成功了，还玩明白了这个c++重定向串口输出了。

四、串口中断服务函数

那么接下来再试一试串口中断服务函数咋样？
这个有个坑哈，坑了我一天多，给我人搞麻木了，注意这个c++的编译后的中断服务函数代码和原来stm32库函数开发的中断向量表对不上，导致无法进入中断服务函数。
只需要在前面加上extern "C"即可链接原来stm32库函数中的中断服务函数了。
在这里插入图片描述
这里咱们上点强度，使用GM65二维码扫描器来和控制小灯的亮和灭。并把读取到的二维码数据上传到pc。这里串口收发数据频繁的话可以使用DMA功能，我这里就不做演示了，为啥？因为我这数据接收并不频繁，又不用去搞什么优化，摸摸鱼啦。都很简单随便找个教程看一看就行了。我就不写了。
usart.h

#ifndef __usart_H
#define __usart_H

#include "system.h" 

//串口1
#define USART1_GPIO_PORT      GPIOA
#define USART1_GPIO_CLK       RCC_APB2Periph_GPIOA
#define USART1_TX_GPIO_PIN    GPIO_Pin_9
#define USART1_RX_GPIO_PIN    GPIO_Pin_10

//串口2
#define USART2_GPIO_PORT      GPIOA
#define USART2_GPIO_CLK       RCC_APB2Periph_GPIOA
#define USART2_TX_GPIO_PIN    GPIO_Pin_2
#define USART2_RX_GPIO_PIN    GPIO_Pin_3

#define BUFFER_SIZE 32 // 定义数组缓冲的最大长度

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif
	
    int stdout_putchar(int ch);
    int stderr_putchar(int ch);
		void usart_init(unsigned int baud);
		void usart_init2(unsigned int baud);
		void Init_Usart(void);
		void USART_Send_Byte(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data);
		void USART_Send_String(USART_TypeDef* USARTx, char *str);
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif

usart.cpp

#include "usart.h"		 

bool RxState{0};
u8 uart2_len{0}; //数据长度，uart2_len+1加上帧尾

u8 RxCounter{0};

u8 RxBuffer[BUFFER_SIZE]{0};

u16 check; 

//标准输出流
int stdout_putchar(int ch)
{
		USART_SendData(USART1,(u8)ch);
		while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET){};
    return ch;
}

标准错误流
int stderr_putchar(int ch)
{
    while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE)==RESET);
    return (int)USART_ReceiveData(USART1);
}

	
void usart_init(unsigned int baud)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_Init_Structure;                            //定义GPIO结构体
    USART_InitTypeDef USART_Init_Structure;                          //定义串口结构体
	NVIC_InitTypeDef  NVIC_Init_Structure;														//定义中断结构体
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	
    RCC_APB2PeriphClockCmd(USART1_GPIO_CLK,  ENABLE);                 //开启GPIOA时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,  ENABLE);            //开启APB2总线复用时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1,  ENABLE);          //开启USART1时钟
    
    //配置PA9  TX
    GPIO_Init_Structure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_PP;                //复用推挽
    GPIO_Init_Structure.GPIO_Pin   = USART1_TX_GPIO_PIN;
    GPIO_Init_Structure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;    
    GPIO_Init( USART1_GPIO_PORT, &GPIO_Init_Structure);
    
    //配置PA10 RX
    GPIO_Init_Structure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_IN_FLOATING;                //复用推挽
    GPIO_Init_Structure.GPIO_Pin   = USART1_RX_GPIO_PIN;
    GPIO_Init( USART1_GPIO_PORT, &GPIO_Init_Structure);
    //串口相关配置
  	USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);																					//串口中断配置
    USART_Init_Structure.USART_BaudRate = baud;                                          //波特率设置为9600
    USART_Init_Structure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;       //硬件流控制为无
    USART_Init_Structure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;                       //模式设为收和发
    USART_Init_Structure.USART_Parity = USART_Parity_No;                                   //无校验位
    USART_Init_Structure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;                                //一位停止位
    USART_Init_Structure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;                           //字长为8位   
    USART_Init(USART1, &USART_Init_Structure);                                             //初始化	
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);                                                            //串口使能
		
		//中断结构体配置
	NVIC_Init_Structure.NVIC_IRQChannel 			=   USART1_IRQn;
	NVIC_Init_Structure.NVIC_IRQChannelCmd   	=   ENABLE;
	NVIC_Init_Structure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority  =  0;
	NVIC_Init_Structure.NVIC_IRQChannelSubPriority         =  1;
	NVIC_Init(&NVIC_Init_Structure);
   
}


void usart_init2(unsigned int baud)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_Init_Structure;                            //定义GPIO结构体
    USART_InitTypeDef USART_Init_Structure;                          //定义串口结构体
    NVIC_InitTypeDef  NVIC_Init_Structure;														//定义中断结构体
    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	
    RCC_APB2PeriphClockCmd(USART2_GPIO_CLK,  ENABLE);                 //开启GPIOA时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,  ENABLE);            //开启APB2总线复用时钟
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2,  ENABLE);          //开启USART1时钟
    
    //配置PA2 TX
    GPIO_Init_Structure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_PP;                //复用推挽
    GPIO_Init_Structure.GPIO_Pin   = USART2_TX_GPIO_PIN;
    GPIO_Init_Structure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    
    GPIO_Init( USART2_GPIO_PORT, &GPIO_Init_Structure);
    
    //配置PA3 RX
    GPIO_Init_Structure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_IN_FLOATING;                //复用推挽
    GPIO_Init_Structure.GPIO_Pin   = USART2_RX_GPIO_PIN;
    GPIO_Init( USART2_GPIO_PORT, &GPIO_Init_Structure);
	
    USART_ITConfig(USART2,USART_IT_RXNE,ENABLE);	
    USART_Init_Structure.USART_BaudRate = 9600;                                          //波特率设置为9600
    USART_Init_Structure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;       //硬件流控制为无
    USART_Init_Structure.USART_Mode = USART_Mode_Tx | USART_Mode_Rx;                       //模式设为收和发
    USART_Init_Structure.USART_Parity = USART_Parity_No;                                   //无校验位
    USART_Init_Structure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;                                //一位停止位
    USART_Init_Structure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;                           //字长为8位  
    USART_Init(USART2, &USART_Init_Structure);  
    USART_Cmd(USART2, ENABLE);
		
		//中断结构体配置
	NVIC_Init_Structure.NVIC_IRQChannel 			=   USART2_IRQn;
	NVIC_Init_Structure.NVIC_IRQChannelCmd   	=   ENABLE;
	NVIC_Init_Structure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority  =  0;
	NVIC_Init_Structure.NVIC_IRQChannelSubPriority         =  3;
	NVIC_Init(&NVIC_Init_Structure);
}


//二个串口初始化函数
void Init_Usart(void)
{
	usart_init(9600);
	usart_init2(9600);
}

/**
 * 功能：串口写字节函数
 * 参数1：USARTx ：串口号
 * 参数2：Data   ：需写入的字节
 * 返回值：None
 */
void USART_Send_Byte(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data)
{
    USART_SendData(USARTx, Data);
    while(USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXE)==RESET);
}
/**
 * 功能：串口写字符串函数
 * 参数1：USARTx ：串口号
 * 参数2：str    ：需写入的字符串
 * 返回值：None
 */
void USART_Send_String(USART_TypeDef* USARTx, char *str)
{
    uint16_t i=0;
    do
    {
        USART_Send_Byte(USARTx,  *(str+i));
        i++;
    }
    while(*(str + i) != '');
        
    while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC)==RESET);
}

/*
void USART1_IRQHandler(void)
{
	volatile char temp;
	if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)!= RESET)
	{
		temp = USART_ReceiveData(USART1);
		
		USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);	//清空标志位
	}
}
*/

unsigned short CRC16_XMODEM(unsigned char *puchMsg, unsigned int usDataLen)
{
		unsigned short wCRCin = 0x0000;
		unsigned short wCPoly= 0x1021;
		unsigned char wChar = 0;
		while (usDataLen--)
		{
			wChar = *(puchMsg++);//4,1 3,2 3,3, 1,4 1,5
			wCRCin ^=(wChar << 8);
				
			for(auto i = 0; i< 8; ++i)
		   {	
				if(wCRCin & 0x8000)
				{
				   wCRCin =(wCRCin << 1) ^ wCPoly;
				}
				else
				{
				    wCRCin = wCRCin << 1;
				}
		   }
       }
			return(wCRCin);    
} 


extern "C" void USART2_IRQHandler(void)    		 
{
	if( USART_GetITStatus(USART2,USART_IT_RXNE)!=RESET)  	   //接收中断  
	{
				USART_ClearITPendingBit(USART2,USART_IT_RXNE);   //清除中断标志
				RxBuffer[RxCounter++] = USART_ReceiveData(USART2);
	}
	
	if(RxBuffer[RxCounter-1]==13) //0x0D
	{
		uart2_len=RxCounter-1;
	
		check=CRC16_XMODEM(&RxBuffer[RxCounter],uart2_len+1);   //校验和（crc）
		
		if(((check&0x00ff)==RxBuffer[uart2_len+1])&&(((check>>8)&0x00ff)==RxBuffer[uart2_len+1]))
		{
			RxState=1;		
		}
	}
				
	if(USART_GetFlagStatus(USART2,USART_FLAG_ORE) == SET) //判断中断是否溢出
	{ 
				USART_ClearFlag(USART2,USART_FLAG_ORE); 
				USART_ReceiveData(USART2); 
	} 
		
	if(RxState)
	{
		//find_key(RxBuffer,"on");
		if(strstr((const char*)RxBuffer, "on"))
		{
			GPIO_ResetBits(LED_PORT, GPIO_Pin_4);
		}
		
		if(strstr((const char*)RxBuffer, "off"))
		{
			GPIO_SetBits(LED_PORT, GPIO_Pin_4);
		}
		
		for(auto x=0;x<uart2_len+1;++x)
		{
			USART_SendData(USART1,RxBuffer[x]);
			delay_ms(10);
		}

		RxState=0;
		RxCounter=0;
	}
}

main.cpp

#include "system.h"

int main(void)
{

	SysTick_Init(72);

	Init_Usart();

	std::shared_ptr<Led> led = std::make_shared<Led>();

	while(1)
	{
		delay_ms(500);
		led->TurnOn(GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7, false);
		delay_ms(500);
		led->TurnOn(GPIO_Pin_5|GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7, true);
		delay_ms(500);
	}
	return 0;
}

接下里就是编译调试了。什么都好就是胖了点，不过问题不大，有的是方法减肥，这里我就不逼逼了。好在ZET6 512k的存储容量，这小小100k，还不够。
在这里插入图片描述
把编译好的hex文件下载到单片机上，就可以观测到结果了。
在这里插入图片描述
简单的一个演示视频；

扫描点灯

使用的gm65我接的二号串口，GPIOC使用的5号口，具体的文件代码我会分享给大家。因为有些东西我这上边没有写，不够你拿到我这弄好的模板，操作之后的就好弄了。

五、结尾废话

说着是使用c++快乐的，为啥感觉没用到多少，其实正常的，代码量不够的话，其实写C更方便点，还有就是这里边使用c++11的感觉没那爽，不够还行勉强够用了，搞好c pulspuls以后软硬通吃就行，那不香香啊。

啊，
什么？
你问我？
代码在哪？
别急马上给。

风语者！平时喜欢研究各种技术，目前在从事后端开发工作，热爱生活、热爱工作。

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