STM32CubeMX 简介及使用

1. 什么是 STM32CubeMX？

STM32CubeMX 是 ST 官方推出的 STM32 配置工具，用于 图形化配置 STM32 外设，并 自动生成初始化代码，大大简化 STM32 开发流程。

特点

✅ 图形化界面，直观操作（不用手动查找寄存器配置）
✅ 支持 STM32 全系列 MCU（F0/F1/F3/F4/F7/H7/L0/L1/L4/G0 等）
✅ 自动生成 STM32 HAL/LL 库代码，减少开发时间
✅ 支持 Keil、IAR、STM32CubeIDE 等 IDE
✅ 可直接配置 FreeRTOS，多任务开发更方便

2. 安装 STM32CubeMX

步骤 1：下载 STM32CubeMX

进入 ST 官网：https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubemx.html
下载安装包，双击安装

步骤 2：安装 STM32 固件包（MCU Support Package）

首次启动 STM32CubeMX 时，会提示下载 MCU 相关的固件库（如 STM32F1、F4、H7 等）
选择所需的 STM32 系列，点击 Install
等待下载完成，即可创建新工程

3. STM32CubeMX 使用步骤（从零开始配置 STM32 工程）

步骤 1：创建新工程

打开 STM32CubeMX，点击 New Project
选择 STM32 芯片或开发板
- 如果知道具体芯片型号（如 STM32F103C8T6），直接搜索选择
- 如果使用官方开发板（如 NUCLEO-F103RB），可选择 Board Selector
点击 Start Project 进入配置界面

步骤 2：配置芯片外设

STM32CubeMX 提供了一个 MCU 引脚视图，可以直接点击 MCU 引脚 来启用外设功能，如 GPIO、UART、I2C、SPI、PWM 等。

(1) 配置 GPIO

选择需要使用的 输入/输出引脚，设置模式：
- 输入模式（Input） – 适用于按钮、传感器输入
- 输出模式（Output） – 适用于 LED、蜂鸣器
- 推挽/开漏模式（Push-Pull/Open Drain） – 适用于 I2C、驱动负载

(2) 配置 UART 串口

选择 USART1（或 USART2、UART4），模式设为 Asynchronous
在 Parameter Settings 界面修改波特率（默认 115200）
启用 NVIC（中断）支持，方便接收数据

(3) 配置 I2C

选择 I2C1（或 I2C2），模式设为 I2C
选择 Fast Mode (400kHz) 或 Standard Mode (100kHz)

(4) 配置 PWM

选择 TIM1、TIM2 或 TIM3，模式设为 PWM Generation
设置 PWM 频率、占空比，可用于 LED 亮度调节、电机控制

(5) 配置时钟

进入 Clock Configuration 选项卡
选择 HSE（外部晶振），并配置系统时钟（System Clock），常见配置：
- 8MHz 外部晶振，系统时钟设为 72MHz（F1 系列）
- 8MHz 外部晶振，系统时钟设为 168MHz（F4 系列）
- 使用 PLL 倍频提高系统主频

步骤 3：生成代码

在 Project Manager 界面：
- Project Name：填写工程名称（如 STM32_UART_Test）
- Toolchain/IDE：选择编译器（Keil / STM32CubeIDE / IAR）
- Code Generator：勾选 Generate peripheral initialization as a pair of .c/.h files
点击 Generate Code，STM32CubeMX 会自动生成 STM32 HAL 库代码

4. STM32CubeMX 生成的代码结构

生成的 STM32 工程目录结构如下：

│── Core/
│   ├── Inc/                   // 头文件目录
│   │   ├── main.h             // 主函数头文件
│   │   ├── stm32f1xx_hal_conf.h  // HAL 库配置
│   ├── Src/                   // 源代码目录
│   │   ├── main.c             // 主函数入口
│   │   ├── stm32f1xx_it.c     // 中断处理
│── Drivers/
│   ├── STM32F1xx_HAL_Driver/  // HAL 库
│── Middlewares/               // 中间件（如 FreeRTOS）
│── Startup/                   // 启动文件
│── STM32F1xx_HAL_Driver/      // STM32 HAL 库
│── Makefile                   // GNU Makefile（适用于 CubeIDE）
│── .cproject / .project       // Eclipse 工程文件（适用于 CubeIDE）

5. 如何编写代码并下载到 STM32

步骤 1：打开工程

如果选择 Keil，直接用 Keil MDK 打开 .uvprojx 工程文件
如果选择 STM32CubeIDE，直接用 CubeIDE 导入

步骤 2：编写代码

在 main.c 里，我们会看到 MX_GPIO_Init()、MX_USART1_UART_Init() 之类的初始化函数。例如：

int main(void) {
    HAL_Init();                  // 初始化 HAL 库
    SystemClock_Config();         // 配置系统时钟
    MX_GPIO_Init();               // 初始化 GPIO
    MX_USART1_UART_Init();        // 初始化串口

    while (1) {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13); // 翻转 LED
        HAL_Delay(500);
    }
}

步骤 3：编译 & 下载

连接 ST-Link 仿真器
点击 编译（Build）
点击 下载（Download），烧录到 STM32

6. 高级应用

(1) FreeRTOS 多任务

在 STM32CubeMX Middleware 选项中 启用 FreeRTOS
STM32CubeMX 会自动生成任务调度代码
在 cmsis_os.h 里创建 FreeRTOS 任务

void Task1(void *argument) {
    while (1) {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
        osDelay(1000);
    }
}

(2) 使用 LL 库

如果需要更高效的代码（比 HAL 库快），可以：

在 Project Manager → Advanced Settings 选择 LL 库
STM32CubeMX 生成的代码会使用 LL API（寄存器级操作）

7. 结论

✅ STM32CubeMX 是 STM32 开发必备工具，适合新手和专业开发者
✅ 自动生成 HAL/LL 初始化代码，大幅减少手写寄存器代码的工作量
✅ 支持 Keil、IAR、STM32CubeIDE，适用于各种开发需求
✅ 支持 FreeRTOS，方便开发多任务系统

📌 建议新手从 STM32CubeMX + STM32CubeIDE 开始，逐步深入学习 HAL、LL、裸机开发！ 🚀

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STM32CubeMX简介及使用