STM32在ArduinoIDE环境下的开发（不同的下载方式，不同的BootLoader方式，无需BootLoader方式）

STM32在ArduinoIDE环境下的开发

1.前言
网上有不少介绍Arduino下开发STM32的帖子，但因为时间发展关系，核心库的开发和第三方库的发展有好几种，另外采用的下载方式也各不相同，因此容易让人进坑。为此，试通过此文综合介绍下STM32在ArduinoIED环境下的开发，减少入坑几率。
2.基本介绍
STM32在ArduinoIDE的环境下开发使用，可以做到程序开发的简单容易，为更多非电子专业的应用提供了便捷条件。使用时要注意几个方面：第一是使用哪个内核做开发；第二个是注意准备使用哪个下载工具如：外带的串口工具，stlink下载器、自带的串口、自带的DFU方式、自带的HIDUSB口等。第三个是关注下BootLoader，一般建议如果有外带下载工具如stlink、USB转串口等工具，那么就不用关心这个BootLoader，用PA9、PA10做串口，或者stlink直接接SWD接口就可以了，省心方便；如果是想接线简单，扎个势，只要连接一跟USB线即可下载程序，那么就关注下Bootloader。
3.支持stm32的Arduino内核
3.1 支持Cotex-M3的arduino官方内核
使用时必须安装此内核，这样才能够对stm32文件进行编译。

3.2第三方内核
（1）LibMaple内核
其早期有专门的团队做这方面的开发，即Maple STM32等，团队已经不在了。rogerclarkmelbourne目前仍然支持。其核心库为Arduino_STM32，Bootloaderw为STM32duino-bootloader，看起来还在继续更新，支持之前的Maple STM32 DUF模式。主要硬件支持F1和F4两种，Bootloader主要支持DFU模式。下载地址为：
rogerclarkmelbourne/Arduino_STM32：
https://github.com/rogerclarkmelbourne/Arduino_STM32
rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader：
https://github.com/rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader

（2）Steve改进的LibMaple 内核
Steve在原来LibMaple的基础上增加了一个F3的内容。下载地址为：
https://github.com/stevstrong/Arduino_STM32

（3）STMicroelectronics(ST)公司编写的内核
ST官方已经自己整合并开发了自己的STM32的核心库：Arduino_Core_STM32。编译采用GCC-ARM的开源编译器，支持win、linux和marc。该库也支持更多的硬件和开发板，并可以增加自定义的开发板。并且支持ST公司的STM32CubeProgrammer下载方式，可以实现STM32CubeProgrammer的SWD、DFU和Serial的程序下载。同时支持上述两种下载方式：Maple DFU方式和USBHID方式。
这种方式目前支持的芯片和开发板最多，也是最流行的方式。
4.需要BootLoader的开发（无需BootLoader的开发，可参考5.3内容）
这个BootLoader实际是客户方的钩子程序，仍然再用户flash区内。和芯片内部固话的BootLoader程序有一定区别。通常，如上所说的，不想用外部下载设备，或者购买的开发板的Bootloader被刷掉了，那么就需要用到这个BootLoader。
目前开源的BootLoader有DFU方式的，USBHID、USBCDC和SD卡方式的几种。最常用的是DFU和USBHID，其它几种使用范围有限。当然，下载这个BootLoader也要用到外部工具，比如USB转串口工具（刷机线）、或者Stlink。
4.1DFU方式的Bootloader下载（下图为串口方式下载，其它方式也可）
4.24.1.1硬件连接
开发板boot设置：boot0=1，接高电平 boot1=0接低电平
连接如图：Rx—>A9 Tx---->A10 GND–>G VCC–>3.3

4.1.2下载BootLoader到开发板：
1）下载BootLoader文件：
使用https://github.com/rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader下载包内的二进制文件或者直接进入https://github.com/rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader/tree/master/binaries下载所需文件。

2）用flash_loader_demo工具下载bin到开发板
使用早期的flash_loader_demo_v2.8.0软件工具串口下载，ST官方下载地址： http://www.st.com/en/development-tools/flasher-stm32.html
这个只简单介绍：

3）使用STM32CubeProgrammer工具下载bin到开发板
软件下载地址：
https://www.st.com/content/st_com/en/products/development-tools/software-development-tools/stm32-software-development-tools/stm32-programmers/stm32cubeprog.html
下载安装完成后，按下图序号操作：

4.2 USBHID方式的Bootloader下载
1）下载BootLoader文件：
Serasidis/STM32_HID_Bootloader：
https://github.com/Serasidis/STM32_HID_Bootloader
bin文件地址：
https://github.com/Serasidis/STM32_HID_Bootloader/releases
下载并打开文件夹：

2）下载bin到开发板
同上，选择hid_generic_pc13.bin，用上述两种软件都可以将bin下载到开发板。
4.3注意
如果使用STM32CubeProgrammer软件工具，那么也可以使用stink下载工具下载BootLoader。
硬件连接如图：

软件选择如图：

5.内核安装（建议使用第三种5.3）
5.1支持stm32的arduino内核安装方法之一：
1）下载文件包

2）解压并创建一个Arduino_STM32文件夹
路径为Arduino安装路径之下。这样在工具----->开发板下能够获得支持的stm32器件或者开发板。
如果使用的是Maple或者Maple Mini开发板，那么需要安装串行和DUF驱动。驱动可以在该文件夹下寻找，打开一个CMD windows窗口，在/drivers/win路劲下执行install_driver.bat文件。

3）运行Arduino IDE，然后在“工具”菜单上，选择“ Boards”管理器，然后从可用板列表中安装Arduino SAM板（Cortex-M3）。
必须执行此步骤，它将安装arm-none-eabi-g ++工具链，如上所说的arduino内核程序，将对stm32ARM芯片进行编译。

4）注意下载方式的选择

如果使用的是前一步下载的BootLoader，是DFU方式的选第一个STM32duino BootLoader，如果下载的是HID那么选择HID BootLoader。如果直接连接的是外部工具，如连接的是usb转串口的选Serial，连接的是stlink选Stlink，Jlink选Jlink，直接连接就和前面的BootLoader没有关系了。
5）打开一个blink程序，编译并上传

void setup() {pinMode(PC13, OUTPUT);Serial.begin(115200);
}
// the loop function runs over and over again forever
void loop() {digitalWrite(PC13, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)delay(1000);              // wait for a seconddigitalWrite(PC13, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOWdelay(1000);              // wait for a secondSerial.println("hello world");
}

上传成功提示信息（此处选择HID BootLoader，需要提前下载BootLoader为HID的 BootLoader，IDE中下载方式选择HID BootLoader2.0，硬件直接接USB端口，上传方式选择如下图）：

5.2 支持stm32的arduino内核安装方法之二
通过开发板管理器安装arduino内核安装方法：
1）运行Arduino。选择文件->首选项，在附加开发板管理器中填入以下网址：
http://dan.drown.org/stm32duino/package_STM32duino_index.json
这样在开发板管理器内能够获取开发板基本信息，下载会自动安装内核和库。

2）选择工具---->开发板----->开发板管理器

3）选择下图内容安装

注意：下载速度较慢，需要耐心，或者直接翻墙，速度会飙升。
4）选择开发板，配置下载内容
这里看到有两个同样的板子名称，原因是用不同的2种方法安装，所以产生了2个相同名称的板子。

同样注意你的下载方式的选择，如果下载了BootLoader使用，那么就选对应的BootLoader，如果直接接外部设备，就选外部下载器。

5）打开一个blink程序，编译并上传

void setup() {pinMode(PC13, OUTPUT);Serial.begin(115200);
}
// the loop function runs over and over again forever
void loop() {digitalWrite(PC13, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)delay(1000);              // wait for a seconddigitalWrite(PC13, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOWdelay(1000);              // wait for a secondSerial.println("hello world");
}

上传成功提示信息如下图（此处选择DFU，提前下载BootLoader为STM32duino BootLoader，IDE中下载方式选择STM32duino BootLoader，硬件直接接USB端口，上传方式选择如下图）：

5.3 ST公司的arduino内核安装
1）运行Arduino。选择文件->首选项，在附加开发板管理器中填入以下网址：
https://github.com/stm32duino/BoardManagerFiles/raw/master/STM32/package_stm_index.json

2）选择工具---->开发板----->开发板管理器

3）选择下图内容安装

注意：下载速度较慢，需要耐心，或者直接翻墙，速度会飙升。
4）选择开发板，配置下载内容

Board选择：

如果是下载的BootLoader方式，那么必须选择串口支持，无论是DFU方式还是HID方式，端口都会失去（因为flash被刷新了），但会变成新的串口号，可继续进行后续程序下载，当然后续需要选择端口号，但上传方式选择不变。
如果不是用BootLoader的方式，可忽略。

上传方式的选择如下图，根据使用的工具决定，如果是下载的BootLoader，那么选择对应的BootLoader，如果是使用st官方的stm32cubeprogrammer，那么就需要连接stlink，并一定要安装stm32cubeprogrammer。

特别要注意的是：
因为安装路径的关系，可能安装路径都不一样，所以需要指定一个环境变量。如图，在我的电脑，右键选择属性项，弹出如下对话框。

如图，输入你安装路径的执行路径。
如;D:\Program Files (x86)\STMicroelectronics\STM32Cube\STM32CubeProgrammer\bin

5）打开一个blink程序，编译并上传

void setup() {pinMode(PC13, OUTPUT);Serial.begin(115200);
}
// the loop function runs over and over again forever
void loop() {digitalWrite(PC13, HIGH);   // turn the LED on (HIGH is the voltage level)delay(1000);              // wait for a seconddigitalWrite(PC13, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOWdelay(1000);              // wait for a secondSerial.println("hello world");
}

上传成功提示信息（此处选择SWD方式，外接stlink）：

6.总结
网上很多的资料都是用Arduino_STM32的内核，但这个支持的范围有限，使用ST内核Arduino_Core_STM32支持的芯片和开发板越来越多，并且完全开放，可以添加自己的开发板，因此建议用ST的来做开发。

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