代码收藏家技术教程 2024-02-25

在VS Code 上使用 GDB 调试 STM32 微控制器

实现vscode上用gdb调试stm32

这周负责编写设备的某个模块，其中遇到了一些变量地址不正确的错误，按理这种底层变量错误用gdb一类的调试器就能很快查到，可是初入嵌入式一行，此C语言非彼C语言，对于gdb怎么对接到项目上根本一无所知，问了下周边同事，发现他们居然都是直接打串口日志来调试的，那岂不是每次遇到问题都得在代码上留一堆丑陋的printf? 我对如此原始的调试方式实在不服气，便想找到相关的对接工具，我的开发习惯是在vscode上写好代码后再在keil上编译烧录，由于keil的界面和操作实在令我难以接受，因此我的需求就是找到在vscode上找到调试单片机的方法，一开始我以为占工作时间一两小时就调通了，结果发现课题复杂度远超出自己的预期，只好乖乖放弃，在代码上不断加入丑陋的printf。。。。。。

等到周末，终于有时间研究了，总之就是不断搜索踩坑，整了两天，总算完事，现作记录。

我使用的是江科大的stm32c8t6开发板，仿真器用的st-link-v2。

1.下载openocd

gdb对于stm32的调试需要借助一个gdb server, st-link和Jlink都有自带的gdbserver, 我这里选择用openocd作为板子的gdbserver，实际上openocd除了调试还可以烧录，感兴趣的可以自己深入研究下，附一张板子,openocd,pc机之间的关系：

v2-aac3a16fbd3a81fc5de0a1e76d9ae483_1440w

openocd尽量选新的，我这里是windows平台，用的xpack-0.11.0版本，之前用的0.10.0版本跟cotrexDebug扩展组合莫名会出行gdb server超时的错误。

这里附openocd的下载地址：https://github.com/xpack-dev-tools/openocd-xpack/releases

后面关于如何烧录及开gdb server可自行查找。

2.下载arm-gnu-toolchains

arm平台有专属的gcc，gdb，make等工具用于arm系列开发板的开发，stm32的开发和调试工具就靠这些，下载：https://developer.arm.com/downloads/-/arm-gnu-toolchain-downloads

windows平台用户可选择：

3.MinGW

在windows下作C/C++开发的同学应该很熟，不作赘述，这里记个坑，官方下载的时候总是遇到The file has been downloaded incorrectly,据说是网络问题导致，直接下官网的压缩包又太慢，真的无力。好在已经有好心人贴了百度链接，如下：https://pan.baidu.com/s/1mIq_Vbn2w45L_B-AGJk0ww?pwd=gv1s

参考：

Mingw快捷安装教程并完美解决出现的下载错误：The file has been downloaded incorrectly

4.Cotrex-Debug下载及配置

参考：https://blog.csdn.net/qq_40833810/article/details/106713462

注意那个configFile可根据相对路径来填，另外别把单词写错了，当时由于把interface写成interfaces卡了一整晚。。。。

executable部分写keil的axf文件或者bin文件都可以，前者确保output选项打勾了Debug Information!

5.STM32CubeMX

对于STM32，Cotrex-Debug只支持调试其HAL库的代码，对于板子相关的库函数的代码貌似不支持，我试过，拿江科大的库代码版本烧进板子后vscode F5调试，gdb没响应，显然是不兼容。目前stm32开发已经是HAL库的天下了，一个HAL库兼容st下所有型号的板子，这么高效的开发，怎么能不学呢？看来当时应该买正点的板子的，然而太贵了。。。。

STM32CubeMX是ST公司为其开发板做的专属项目生成工具，支持MDK-ARM和makefile两种编译方法，各位同学可根据自身需求选择自己的编译方式, 它就是用的HAL库，而且似乎只能用HAL库，如果学的板子相关标准库的同学（江科大就是stm32f103的标准库）得多做点功课。。。。

另外这东西可以图形化配置芯片的IO口和时钟，最后生成相关的配置代码，还挺方便的。。。

拿江科大的LED闪烁实验来说，原代码是这样：

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"

int main(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	while (1)
	{
		GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
		Delay_ms(500);
		GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0);
		Delay_ms(500);
		
		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_RESET);
		Delay_ms(500);
		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, Bit_SET);
		Delay_ms(500);
		
		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, (BitAction)0);
		Delay_ms(500);
		GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, (BitAction)1);
		Delay_ms(500);
	}
}

在STM32CubeMX里面可以预先把IO口设置好，我这里由于PA0和System-WKUP冲突改选了PA1，将PA1设置为推挽输出的操作如图：

最后generate code可在MX_GPIO_Init()一行看到，自己的配置已经被落实了：

static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
/* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_1 */
/* USER CODE END MX_GPIO_Init_1 */

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin : PA1 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;	//HAL库中LOW,MEDIUM,HIGH三档分别对应库函数的2MHZ,10MHZ,50MHZ
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

/* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_2 */
/* USER CODE END MX_GPIO_Init_2 */
}

闪烁灯代码如下：

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_SET);
    HAL_Delay(500);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET);
    HAL_Delay(500);
  
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

6.最终效果

在vscode的launch.json上配置好：

{
    // Use IntelliSense to learn about possible attributes.
    // Hover to view descriptions of existing attributes.
    // For more information, visit: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "Cortex Debug",
            "cwd": "${workspaceFolder}",
            "request": "launch",
            "type": "cortex-debug",
            "runToEntryPoint": "main",
            "servertype": "openocd",
            "configFiles": [
                "interface/stlink.cfg",
                "target/stm32f1x.cfg"
            ],
            "executable":"build/mdk_arm_test.axf",
            "svdFile": "D:/Arm/Packs/Keil/STM32F1xx_DFP/2.2.0/SVD/STM32F103xx.svd",
        }
    ]
}

用之前STM32CubeMX生成的HAL库的代码直接在keil上面编译烧录。