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嵌入式IDE原理 OpenOCD介绍以及stlink如何连接stm32板子

2022-07-22 04:05:00 【标biao】

引言

我们做单片机开发，用得比较多的stm32f1xx，stm32f4xx等等，基本上都是用keil（或者说称为mdk）这个集成开发环境IDE比较多，插上调试器，连接板子，编译，下载，调试，方便得很。大家有没有想过一个问题，如果没有IDE了，我们还能做单片机开发吗？？？大家难道就不想知道IDE到底干了啥吗？？？

IDE运行过程

一个现代IDE，大致可以分为如下几个功能：

代码编码：IDE使用的是QScitinal这样的编辑器库
代码智能提示：后台调用clang软件
代码语法错误动态检测：后台调用gcc或者clang都可以
工程源码组织：IDE使用的是makefile，后台调用make软件
编译：IDE后台调用gcc编译器
连接硬件调试器：IDE通过后台软件OpenOCD连接调试器和板子
下载：IDE给OpenOCD发命令
调试：IDE后台调用gdb，给gdb发命令，gdb再给OpenOCD发命令，OpenOCD再指挥调试器，控制板子。实现单步执行，查看变量值，寄存器等。

我们可以发现，IDE所做的事，都是由已有软件来完成，其实就是组织这些已有的软件，让他们协同工作起来，方便了我们开发者使用嘛。所以嘛，IDE叫做集成开发环境。看完后，是不是觉得自己也能做一个IDE啦，哈哈哈~，我最近就在做这个事情，如果有志同道合的兴趣，可以交流讨论喔 qq：2488890051

这里重点介绍 OpenOCD 是什么

OpenOCD 是什么

从上面IDE的步骤中可以看出，OpenOCD 就是一个连通gdb和硬件调试器的工具，linux，macos，windows都可用。OpenOCD 支持大量的硬件调试器，常见的比如stm32常用的stlink，jlink调试器等。OpenOCD是一个运行于PC上的开源调试软件，最初是由Dominic Rath同学还在大学期间发起的（2005年）项目。OpenOCD旨在提供针对嵌入式设备的调试、系统编程和边界扫描功能。

这里演示如何在windows系统上利用 OpenOCD 实现正点原子stm32f407单片机开发板的调试。

我们可以下载 OpenOCD 的源代码，自己编译成exe。还可以下载编译好的exe，我们选这个。

1. 下载OpenOCD

https://gnutoolchains.com/arm-eabi/openocd/ 下载最新版即可。解压即可，不用安装。然后把这个bin文件夹路径添加到系统环境变量即可。

文件夹内容介绍：

bin文件夹：openOCD.exe等可执行文件

drivers文件夹：常见的硬件调试器的驱动，这里要注意，硬件调试器第一步是需要安装驱动的，否则设备管理器识别不到的，那当然OpenOCD就压根没法驱动它了。硬件调试器插上电脑usb口，如果驱动安装的了，设备管理器会显示设备的，否则会有黄色感叹号。我这个就是驱动之前已经按照过了的。

share文件夹：OpenOCD连接硬件调试器的一些脚本协议文件，不同调试器，不同板子，选择对应的即可。

2. 运行OpenOCD

由于是gdb给OpenOCD发调试命令的，先确保自己安装了 arm-none-eabi-gcc 编译器工具链（而且把bin文件夹路径添加到系统环境变量），里面会有arm-none-eabi-gdb.exe。

打开powershell命令行窗口（因为cmd命令行窗口不太好用）输入 arm-none-eabi-gdb -v，有版本信息打印出来，说明gdb环境成功了。
继续输入 openocd.exe，如果显示如下则说明 OpenOCD 环境也成功了。

继续输入
openocd -f C:\Users\86132\Downloads\openocd-20211118\OpenOCD-20211118-0.11.0\share\openocd\scripts\interface\stlink.cfg -f C:\Users\86132\Downloads\openocd-20211118\OpenOCD-20211118-0.11.0\share\openocd\scripts\board\stm32f4discovery.cfg

意思是通过 -f 选项给 OpenOCD 指定硬件调试器的协议文件（虽然我的stlink调试器是v2版本，但是为什么这里命令是stlink.cfg文件，而不是stlink-v2.cfg呢，因为我打开stlink-v2.cfg看了，说已经摒弃了，都采用stlink.cfg文件了），第二个是板子信息（只要单片机名字相同就行了）。出现下面界面，说明 openocd 连结硬件调试器stlink成功啦。正在等待gdb通过3333端口来连接它。

此时再打开一个 powershell命令行窗口，输入
arm-none-eabi-gdb C:\Users\86132\Desktop\file\stm32f407\beep_openOCD\OBJ\BEEP.axf
意思是gdb调试目标文件为 BEEP.axf，这个文件是我用keil编译生成的，网上有人生成的是xx.elf文件，都是一样的，都是包含了调试信息的目标文件。
再输入 target remote localhost:3333
也就是连接刚刚 openocd那边等待的那个端口。如下，说明程序已经通过成功下载到板子了，运行到delay_xms函数里了