STM32在ArduinoIDE環境下的開發（不同的下載方式，不同的BootLoader方式，無需BootLoader方式）

STM32在ArduinoIDE環境下的開發

1.前言
網上有不少介紹Arduino下開發STM32的帖子，但因為時間發展關係，核心庫的開發和第三方庫的發展有好幾種，另外採用的下載方式也各不相同，因此容易讓人進坑。為此，試通過此文綜合介紹下STM32在ArduinoIED環境下的開發，減少入坑機率。
2.基本介紹
STM32在ArduinoIDE的環境下開發使用，可以做到程式開發的簡單容易，為更多非電子專業的應用提供了便捷條件。使用時要注意幾個方面：第一是使用哪個核心做開發；第二個是注意準備使用哪個下載工具如：外帶的串列埠工具，stlink下載器、自帶的串列埠、自帶的DFU方式、自帶的HIDUSB口等。第三個是關注下BootLoader，一般建議如果有外帶下載工具如stlink、USB轉串列埠等工具，那麼就不用關心這個BootLoader，用PA9、PA10做串列埠，或者stlink直接接SWD介面就可以了，省心方便；如果是想接線簡單，扎個勢，只要連線一跟USB線即可下載程式，那麼就關注下Bootloader。
3.支援stm32的Arduino核心
3.1 支援Cotex-M3的arduino官方核心
使用時必須安裝此核心，這樣才能夠對stm32檔案進行編譯。

3.2第三方核心
（1）LibMaple核心
其早期有專門的團隊做這方面的開發，即Maple STM32等，團隊已經不在了。rogerclarkmelbourne目前仍然支援。其核心庫為Arduino_STM32，Bootloaderw為STM32duino-bootloader，看起來還在繼續更新，支援之前的Maple STM32 DUF模式。主要硬體支援F1和F4兩種，Bootloader主要支援DFU模式。下載地址為：
rogerclarkmelbourne/Arduino_STM32：
https://github.com/rogerclarkmelbourne/Arduino_STM32
rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader：
https://github.com/rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader

（2）Steve改進的LibMaple 核心
Steve在原來LibMaple的基礎上增加了一個F3的內容。下載地址為：
https://github.com/stevstrong/Arduino_STM32

（3）STMicroelectronics(ST)公司編寫的核心
ST官方已經自己整合並開發了自己的STM32的核心庫：Arduino_Core_STM32。編譯採用GCC-ARM的開源編譯器，支援win、linux和marc。該庫也支援更多的硬體和開發板，並可以增加自定義的開發板。並且支援ST公司的STM32CubeProgrammer下載方式，可以實現STM32CubeProgrammer的SWD、DFU和Serial的程式下載。同時支援上述兩種下載方式：Maple DFU方式和USBHID方式。
這種方式目前支援的晶片和開發板最多，也是最流行的方式。
4.需要BootLoader的開發（無需BootLoader的開發，可參考5.3內容）
這個BootLoader實際是客戶方的鉤子程式，仍然再使用者flash區內。和官方固化在內部的程式有很大區別。通常，如上所說的，不想用外部下載裝置，或者購買的開發板的Bootloader被刷掉了，那麼就可能用到這個程式。
目前開源的BootLoader有DFU方式的，USBHID、USBCDC和SD卡方式的幾種。最常用的是DFU和USBHID，其它幾種使用範圍有限。當然，下載這個BootLoader也要用到外部工具，比如USB轉串列埠工具（刷機線）、或者Stlink。
4.1DFU方式的Bootloader下載（串列埠方式下載）
4.24.1.1硬體連線
開發板boot設定：boot0=1，接高電平 boot1=0接低電平
連線如圖：Rx—>A9 Tx---->A10 GND–>G VCC–>3.3

4.1.2下載所需工具軟體：
1）下載BootLoader檔案：
使用https://github.com/rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader下載包內的二進位制檔案或者直接進入https://github.com/rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader/tree/master/binaries下載所需檔案。

2）下載bin到開發板
使用早期的flash_loader_demo_v2.8.0軟體工具串列埠下載，ST官方下載地址： http://www.st.com/en/development-tools/flasher-stm32.html
這個只簡單介紹：


3）使用STM32CubeProgrammer下載工具
軟體下載地址：
https://www.st.com/content/st_com/en/products/development-tools/software-development-tools/stm32-software-development-tools/stm32-programmers/stm32cubeprog.html
下載安裝完成後，按下圖序號操作：

4.2 USBHID方式的Bootloader下載
1）下載BootLoader檔案：
Serasidis/STM32_HID_Bootloader：
https://github.com/Serasidis/STM32_HID_Bootloader
bin檔案地址：
https://github.com/Serasidis/STM32_HID_Bootloader/releases
下載並開啟資料夾：

2）下載bin到開發板
同上，用兩種軟體通過串列埠連線都可以將bin下載到開發板。
4.3注意
如果使用STM32CubeProgrammer軟體工具，那麼也可以使用stink下載工具下載BootLoader。
硬體連線如圖：

軟體選擇如圖：

5.核心安裝（建議使用第三種5.3）
5.1支援stm32的arduino核心安裝方法之一：
1）下載檔案包

2）解壓並建立一個Arduino_STM32資料夾
路徑為Arduino安裝路徑之下。這樣在工具----->開發板下能夠獲得支援的stm32器件或者開發板。
如果使用的是Maple或者Maple Mini開發板，那麼需要安裝序列和DUF驅動。驅動可以在該資料夾下尋找，開啟一個CMD windows視窗，在/drivers/win路勁下執行install_driver.bat檔案。

3）執行Arduino IDE，然後在“工具”選單上，選擇“ Boards”管理器，然後從可用板列表中安裝Arduino SAM板（Cortex-M3）。
必須執行此步驟，它將安裝arm-none-eabi-g ++工具鏈，如上所說的arduino核心程式，將對stm32ARM晶片進行編譯。

4）注意下載方式的選擇

如果使用的是前一步下載的BootLoader，是DFU方式的選第一個STM32duino BootLoader，如果下載的是HID那麼選擇HID BootLoader。如果直接連線的是外部工具，如連線的是usb轉串列埠的選Serial，連線的是stlink選Stlink，Jlink選Jlink，直接連線就和前面的BootLoader沒有關係了。
5）開啟一個blink程式，編譯並上傳

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 second
  digitalWrite(PC13, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(1000);              // wait for a second
  Serial.println("hello world");
}

上傳成功提示資訊（此處選擇HID BootLoader，需要提前下載BootLoader為HID的 BootLoader，IDE中下載方式選擇HID BootLoader2.0，硬體直接接USB埠，上傳方式選擇如下圖）：

5.2 支援stm32的arduino核心安裝方法之二
通過開發板管理器安裝arduino核心安裝方法：
1）執行Arduino。選擇檔案->首選項，在附加開發板管理器中填入以下網址：
http://dan.drown.org/stm32duino/package_STM32duino_index.json
這樣在開發板管理器內能夠獲取開發板基本資訊，下載會自動安裝核心和庫。

2）選擇工具---->開發板----->開發板管理器

3）選擇下圖內容安裝

注意：下載速度較慢，需要耐心，或者直接翻牆，速度會飆升。
4）選擇開發板，配置下載內容
這裡看到有兩個同樣的板子名稱，原因是用不同的2種方法安裝，所以產生了2個相同名稱的板子。

同樣注意你的下載方式的選擇，如果下載了BootLoader使用，那麼就選對應的BootLoader，如果直接接外部裝置，就選外部下載器。

5）開啟一個blink程式，編譯並上傳

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 second
  digitalWrite(PC13, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(1000);              // wait for a second
  Serial.println("hello world");
}

上傳成功提示資訊如下圖（此處選擇DFU，提前下載BootLoader為STM32duino BootLoader，IDE中下載方式選擇STM32duino BootLoader，硬體直接接USB埠，上傳方式選擇如下圖）：

5.3 ST公司的arduino核心安裝
1）執行Arduino。選擇檔案->首選項，在附加開發板管理器中填入以下網址：
https://github.com/stm32duino/BoardManagerFiles/raw/master/STM32/package_stm_index.json

2）選擇工具---->開發板----->開發板管理器

3）選擇下圖內容安裝

注意：下載速度較慢，需要耐心，或者直接翻牆，速度會飆升。
4）選擇開發板，配置下載內容

Board選擇：

如果是下載的BootLoader方式，那麼必須選擇串列埠支援，無論是DFU方式還是HID方式，埠都會失去（因為flash被重新整理了），但會變成新的串列埠號，可繼續進行後續程式下載，當然後續需要選擇埠號，但上傳方式選擇不變。
如果不是用BootLoader的方式，可忽略。

上傳方式的選擇如下圖，根據使用的工具決定，如果是下載的BootLoader，那麼選擇對應的BootLoader，如果是使用st官方的stm32cubeprogrammer，那麼就需要連線stlink，並一定要安裝stm32cubeprogrammer。

特別要注意的是：
因為安裝路徑的關係，可能安裝路徑都不一樣，所以需要指定一個環境變數。如圖，在我的電腦，右鍵選擇屬性項，彈出如下對話方塊。

如圖，輸入你安裝路徑的執行路徑。
如;D:\Program Files (x86)\STMicroelectronics\STM32Cube\STM32CubeProgrammer\bin

5）開啟一個blink程式，編譯並上傳

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 second
  digitalWrite(PC13, LOW);    // turn the LED off by making the voltage LOW
  delay(1000);              // wait for a second
  Serial.println("hello world");
}

上傳成功提示資訊（此處選擇SWD方式，外接stlink）：

6.總結
網上很多的資料都是用Arduino_STM32的核心，但這個支援的範圍有限，使用ST核心Arduino_Core_STM32支援的晶片和開發板越來越多，並且完全開放，可以新增自己的開發板，因此建議用ST的來做開發。