使用 STM32CubeMX 生成 STM32 工程

STM32CubeMX 是 ST 官方提供的 STM32 图形化配置工具，可以快速配置外设并自动生成代码，大幅减少手写寄存器的工作量。以下是完整的 STM32CubeMX 工程创建流程。

1. 安装 STM32CubeMX

1.1 下载 STM32CubeMX

访问 ST 官网：https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubemx.html
选择适合自己系统的版本（Windows/macOS/Linux）
下载完成后运行安装程序

1.2 安装 STM32CubeMX

运行安装程序，选择默认安装路径
安装完成后，运行 STM32CubeMX
如果是 第一次使用，会提示下载 STM32 HAL 库（建议下载所需的 STM32 系列，如 STM32F1/F4）

2. 创建 STM32 工程

步骤 1：新建工程

打开 STM32CubeMX，点击 New Project
选择 STM32 芯片或开发板
- 芯片选择方式：在 MCU Selector 中，输入 STM32F103C8T6（例如 F1 系列）或 STM32F407VG（例如 F4 系列）
- 开发板选择方式：在 Board Selector 中，选择 NUCLEO-F103RB（例如官方开发板）
点击 Start Project 进入工程配置界面

步骤 2：配置 STM32 外设

STM32CubeMX 提供 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

选择要使用的 输入/输出引脚，并设置模式：
- 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

3. 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）

4. 在 STM32CubeIDE/Keil 中编写代码

4.1 打开工程

Keil 用户：直接用 Keil 打开 .uvprojx 工程文件
STM32CubeIDE 用户：直接导入 STM32CubeIDE 工程

4.2 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);
    }
}

5. 代码下载 & 调试

5.1 使用 Keil 进行代码烧录

编写代码后，点击 Build（F7）
选择 Download（Ctrl+F8），代码将烧录到 STM32
选择 Debug（F5），进入在线调试模式

5.2 使用 STM32CubeIDE 进行代码烧录

点击 Build（Ctrl+B） 编译代码
选择 Debug > Run，代码将烧录到 STM32
进入 Debug 模式，可使用 断点、变量监测、单步执行

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);
    }
}

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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