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使用VScode开发STM32：基于CMake（包含标准库和HAL库工程）

news 来源：原创 2025/9/15 1:14:43

使用VScode开发STM32：基于CMake（包含标准库和HAL库工程）

本教程使用VScode作为代码编辑工具、Cmake作为构建系统生成器、Make进行构建系统、使用arm-none-eabi-gcc进行交叉编译、使用OpenOCD作为代码下载与调试工具，最终搭建出适用于ARM架构系列芯片的开发环境。此教程以STM32F103ZET6芯片为例。

经验证，可满足基本基本项目需求。但我发现arm-none-eabi-gcc编译器相比于keil的AC5、AC6编译器，所编译的hex文件比较大，Flash占用较高，为了兼顾keil开发项目，也为了能够与其他人的项目兼容，这里的keil与VScode的项目文件互不干扰，满足兼容性需求。

本文涉及的软件安装包、工程模板已放在我的百度网盘中，需要自取（本教程使用的是标准库，HAL库与其基本相同，具体差异请参考分享的文件自行对照）。

链接：https://pan.baidu.com/s/1N4DI9GpaRnCr-4J0uCTTHw?pwd=wqfz 
提取码：wqfz 
--来自百度网盘超级会员V4的分享

一、软件安装

已默认电脑上存在VScode，这里不讲述Vscode的安装。

涉及软件的安装配置：

安装Cmake
安装arm-none-eabi-gcc
安装OpenOCD
MinGW
安装VScode插件C/C++、CMake、Cortex-Debug

1.1 安装CMake

1.1.1 安装

下载地址：

https://cmake.org/download/

选择适合自己电脑的最新版本进行下载并安装，我这里选择cmake-3.29.2-windows-x86_64.msi，如下图：

在这里插入图片描述

1.1.2 添加环境变量

我们需要将cmake的可执行文件的文件夹路径添加到环境变量，方便使用命令调用cmake，我的路径为：

D:\RJ\CMake\bin

将以上目录添加到系统环境变量中去。

1.1.3 验证

在终端输入以下命令，验证是否安装成功。

cmake

成功则将显示以下内容：
在这里插入图片描述

1.2 安装arm-none-eabi-gcc

1.2.1 安装

下载地址：

https://developer.arm.com/downloads/-/gnu-rm

选择适合自己电脑的最新版本进行下载并安装，我这里选择gcc-arm-none-eabi-10.3-2021.10-win32.exe，如下图：

在这里插入图片描述

1.2.2 添加环境变量

我们需要将arm-gcc的可执行文件的文件夹路径添加到环境变量，方便使用命令调用arm-gcc，我的路径为:

D:\RJ\ARM-GCC\10 2021.10\bin

将以上目录添加到系统环境变量中去。

1.2.3 验证

在终端输入以下命令，验证是否安装成功。

arm-none-eabi-gcc

成功则将显示以下内容：

在这里插入图片描述

1.3 安装OpenOCD

1.3.1 安装

下载地址：

https://gnutoolchains.com/arm-eabi/openocd/

选择适合自己电脑的最新版本进行下载，直接下载的是压缩包文件，解压后可直接使用，我这里选择openocd-20231002.7z，如下图：

在这里插入图片描述

1.3.2 添加环境变量

我们需要将OpenOCD的可执行文件的文件夹路径添加到环境变量，方便使用命令调用OpenOCD，我的路径为:

D:\RJ\OpenOCD-20231002-0.12.0\bin

将以上目录添加到系统环境变量中去。

1.3.3 验证

在终端输入以下命令，验证是否安装成功。

openOCD

成功则将显示以下内容：

在这里插入图片描述

1.4 安装MinGW

1.4.1 安装

下载地址：

https://sourceforge.net/projects/mingw-w64/files/

选择适合自己电脑的最新版本进行下载，直接下载的是压缩包文件，解压后的mingw64可直接使用，我这里选择MinGW-W64GCC-8.1.0下的x86_64-posix-sjlj，如下图：

在这里插入图片描述

1.4.2 添加环境变量

我们需要将make的可执行文件的文件夹路径添加到环境变量，方便使用命令调用make，我的路径为:

D:\RJ\mingw64\bin

将以上目录添加到系统环境变量中去。

1.3.3 验证

在终端输入以下命令，验证是否安装成功(由于Window下make执行程序为mingw32-make.exe，我这里将其复制保存同目录下为副本，并改名为make.exe)。

make

成功则将显示以下内容：

在这里插入图片描述

1.5 在Vscode中安装插件

要安装的插件如下：

在这里插入图片描述

二、工程搭建

以下是我的工程框架

在这里插入图片描述

与ARM-MDK工程不同，我们配置工程还需要格外的文件，分别是CMakeLists.txt、startup_stm32f10x_hd.s、STM32F103ZETx_FLASH.ld。

2.1 配置CMakeLists.txt文件

CMake根据CMakeLists.txt进行构建，从而创建出Makefile，再由make根据 Makefile 定义的规则调用 GCC 执行编译工作，最终生成可执行的.elf或者.hex文件。以下是CMakeLists.txt的模板，需要更改的部分我已经标明。

#THIS FILE IS AUTO GENERATED FROM THE TEMPLATE! DO NOT CHANGE!
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Generic)
set(CMAKE_SYSTEM_VERSION 1)
cmake_minimum_required(VERSION 3.20)# specify cross compilers and tools
set(CMAKE_C_COMPILER arm-none-eabi-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER arm-none-eabi-g++)
set(CMAKE_ASM_COMPILER arm-none-eabi-gcc)
set(CMAKE_AR arm-none-eabi-ar)
set(CMAKE_OBJCOPY arm-none-eabi-objcopy)
set(CMAKE_OBJDUMP arm-none-eabi-objdump)
set(SIZE arm-none-eabi-size)
set(CMAKE_TRY_COMPILE_TARGET_TYPE STATIC_LIBRARY)# project settings
project(Project  C CXX ASM)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
set(CMAKE_C_STANDARD 11)#Uncomment for hardware floating point
#add_compile_definitions(ARM_MATH_CM4;ARM_MATH_MATRIX_CHECK;ARM_MATH_ROUNDING)
#add_compile_options(-mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16)
#add_link_options(-mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16)#Uncomment for software floating point
#add_compile_options(-mfloat-abi=soft)add_compile_options(-mcpu=cortex-m3 -mthumb -mthumb-interwork)
add_compile_options(-ffunction-sections -fdata-sections -fno-common -fmessage-length=0)# uncomment to mitigate c++17 absolute addresses warnings
#set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -Wno-register")
if ("${CMAKE_BUILD_TYPE}" STREQUAL "Release")message(VERBOSE "Maximum optimization for speed")add_compile_options(-Ofast)
elseif ("${CMAKE_BUILD_TYPE}" STREQUAL "RelWithDebInfo")message(VERBOSE "Maximum optimization for speed, debug info included")add_compile_options(-Ofast -g)
elseif ("${CMAKE_BUILD_TYPE}" STREQUAL "MinSizeRel")message(VERBOSE "Maximum optimization for size")add_compile_options(-Os)
else ()message(VERBOSE "Minimal optimization, debug info included")add_compile_options(-Og -g)
endif ()#添加宏定义
add_definitions(-DUSE_HAL_DRIVER -DSTM32F103xB -DUSE_STDPERIPH_DRIVER -DSTM32F10X_HD)#添加头文件路径，即.h文件
include_directories(./STM32F10x_FWLib/inc ./User ./Project/Code-Cmake)
#添加源文件路径,即.c或者.s文件
file(GLOB_RECURSE SOURCES ./STM32F10x_FWLib/src/*.c ./User/*.c ./Project/Code-Cmake/*.*)#添加你的STM32F103ZETx_FLASH.ld的连接脚本路径
set(LINKER_SCRIPT ${CMAKE_SOURCE_DIR}/Project/Code-Cmake/STM32F103ZETx_FLASH.ld)add_link_options(-Wl,-gc-sections,--print-memory-usage,-Map=${PROJECT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}.map)
#选择cortex-m3内核
add_link_options(-mcpu=cortex-m3 -mthumb -mthumb-interwork)
add_link_options(-T ${LINKER_SCRIPT})add_link_options(-specs=nano.specs -specs=nosys.specs -u _printf_float)add_executable(${PROJECT_NAME}.elf ${SOURCES} ${LINKER_SCRIPT})set(HEX_FILE ${PROJECT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}.hex)
set(BIN_FILE ${PROJECT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}.bin)add_custom_command(TARGET ${PROJECT_NAME}.elf POST_BUILDCOMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} -Oihex $<TARGET_FILE:${PROJECT_NAME}.elf> ${HEX_FILE}COMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} -Obinary $<TARGET_FILE:${PROJECT_NAME}.elf> ${BIN_FILE}COMMENT "Building ${HEX_FILE}
Building ${BIN_FILE}")

2.2 选择startup_stm32f10x_hd.s

在我们创建ARM-MDK工程时，我们从官方的固件包中选择的是arm版本的启动文件，在这里我们要选择gcc版本的启动文件，即下图中的gcc_ride7。同时为了与ARM-MDK有所区分，我将该文件放在了/Project/Code-Cmake文件夹下。

在这里插入图片描述

2.3 STM32F103ZETx_FLASH.ld

STM32F103ZETx_FLASH.ld是一个链接脚本文件，它告诉编译器相关的编译后的可执行代码，内存变量，中断向量，链接在哪个存储区。获取方式主要有三种（请根据自己单片机型号选择）：

使用CudeMax编译过程可以生成该链接脚本
搜索已有的工程，你可以直接在浏览器搜索STM32F103ZETx_FLASH.ld，一般都有。
如果你对该型号芯片足够了解，可以自行编写。

以下是我的STM32F103ZETx_FLASH.ld:

/*
******************************************************************************
**
** @file        : LinkerScript.ld
**
** @author      : Auto-generated by STM32CubeIDE
**
** @brief       : Linker script for STM32F103ZETx Device from STM32F1 series
**                      512Kbytes FLASH
**                      64Kbytes RAM
**
**                Set heap size, stack size and stack location according
**                to application requirements.
**
**                Set memory bank area and size if external memory is used
**
**  Target      : STMicroelectronics STM32
**
**  Distribution: The file is distributed as is, without any warranty
**                of any kind.
**
******************************************************************************
** @attention
**
** <h2><center>&copy; Copyright (c) 2021 STMicroelectronics.
** All rights reserved.</center></h2>
**
** This software component is licensed by ST under BSD 3-Clause license,
** the "License"; You may not use this file except in compliance with the
** License. You may obtain a copy of the License at:
**                        opensource.org/licenses/BSD-3-Clause
**
******************************************************************************
*//* Entry Point */
ENTRY(Reset_Handler)/* Highest address of the user mode stack */
_estack = ORIGIN(RAM) + LENGTH(RAM); /* end of "RAM" Ram type memory */_Min_Heap_Size = 0x200 ; /* required amount of heap */
_Min_Stack_Size = 0x400 ; /* required amount of stack *//* Memories definition */
MEMORY
{RAM    (xrw)    : ORIGIN = 0x20000000,   LENGTH = 64KFLASH    (rx)    : ORIGIN = 0x8000000,   LENGTH = 512K
}/* Sections */
SECTIONS
{/* The startup code into "FLASH" Rom type memory */.isr_vector :{. = ALIGN(4);KEEP(*(.isr_vector)) /* Startup code */. = ALIGN(4);} >FLASH/* The program code and other data into "FLASH" Rom type memory */.text :{. = ALIGN(4);*(.text)           /* .text sections (code) */*(.text*)          /* .text* sections (code) */*(.glue_7)         /* glue arm to thumb code */*(.glue_7t)        /* glue thumb to arm code */*(.eh_frame)KEEP (*(.init))KEEP (*(.fini)). = ALIGN(4);_etext = .;        /* define a global symbols at end of code */} >FLASH/* Constant data into "FLASH" Rom type memory */.rodata :{. = ALIGN(4);*(.rodata)         /* .rodata sections (constants, strings, etc.) */*(.rodata*)        /* .rodata* sections (constants, strings, etc.) */. = ALIGN(4);} >FLASH.ARM.extab   : {. = ALIGN(4);*(.ARM.extab* .gnu.linkonce.armextab.*). = ALIGN(4);} >FLASH.ARM : {. = ALIGN(4);__exidx_start = .;*(.ARM.exidx*)__exidx_end = .;. = ALIGN(4);} >FLASH.preinit_array     :{. = ALIGN(4);PROVIDE_HIDDEN (__preinit_array_start = .);KEEP (*(.preinit_array*))PROVIDE_HIDDEN (__preinit_array_end = .);. = ALIGN(4);} >FLASH.init_array :{. = ALIGN(4);PROVIDE_HIDDEN (__init_array_start = .);KEEP (*(SORT(.init_array.*)))KEEP (*(.init_array*))PROVIDE_HIDDEN (__init_array_end = .);. = ALIGN(4);} >FLASH.fini_array :{. = ALIGN(4);PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_start = .);KEEP (*(SORT(.fini_array.*)))KEEP (*(.fini_array*))PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_end = .);. = ALIGN(4);} >FLASH/* Used by the startup to initialize data */_sidata = LOADADDR(.data);/* Initialized data sections into "RAM" Ram type memory */.data :{. = ALIGN(4);_sdata = .;        /* create a global symbol at data start */*(.data)           /* .data sections */*(.data*)          /* .data* sections */*(.RamFunc)        /* .RamFunc sections */*(.RamFunc*)       /* .RamFunc* sections */. = ALIGN(4);_edata = .;        /* define a global symbol at data end */} >RAM AT> FLASH/* Uninitialized data section into "RAM" Ram type memory */. = ALIGN(4);.bss :{/* This is used by the startup in order to initialize the .bss section */_sbss = .;         /* define a global symbol at bss start */__bss_start__ = _sbss;*(.bss)*(.bss*)*(COMMON). = ALIGN(4);_ebss = .;         /* define a global symbol at bss end */__bss_end__ = _ebss;} >RAM/* User_heap_stack section, used to check that there is enough "RAM" Ram  type memory left */._user_heap_stack :{. = ALIGN(8);PROVIDE ( end = . );PROVIDE ( _end = . );. = . + _Min_Heap_Size;. = . + _Min_Stack_Size;. = ALIGN(8);} >RAM/* Remove information from the compiler libraries *//DISCARD/ :{libc.a ( * )libm.a ( * )libgcc.a ( * )}.ARM.attributes 0 : { *(.ARM.attributes) }
}

2.4 关于core_cm3.c文件

由于gcc编译的问题，如果不更改core_cm3.c，可能出现以下报错：

在这里插入图片描述

我对此做出以下两处更改，并放在了/Project/Code-Cmake文件夹下，与MDK-ARM分开：

在这里插入图片描述

2.5 配置.vscode文件夹

这是VScode配置文件的位置

2.4.1 添加并配置c_cpp_properties.json

将其C/C++模式更改为gcc-arm，注意将gcc路径替换为自己的路径

{"configurations": [{"name": "Win32","includePath": ["${workspaceFolder}/**"],"defines": ["_DEBUG","UNICODE","_UNICODE"],"compilerPath": "D:\\RJ\\mingw64\\bin\\gcc.exe","cStandard": "gnu17","cppStandard": "gnu++14","intelliSenseMode": "gcc-arm","configurationProvider": "ms-vscode.cmake-tools"}],"version": 4
}

2.4.1 添加并配置launch.json

这个文件是关于烧录与调试相关的，在此目录下你可以选择你的下载器型号、芯片型号。其中的stm32f103.svd可以在调试时查看看寄存器的值，请将以下路径改为自己工程的路径。

{// 使用 IntelliSense 了解相关属性。 // 悬停以查看现有属性的描述。// 欲了解更多信息，请访问: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387"version": "0.2.0","configurations": [{"cwd": "${workspaceRoot}","executable": "D:/GC/STM32F1/build/Project.elf",   "name": "Debug with OpenOCD","request": "launch","type": "cortex-debug","servertype": "openocd","configFiles": ["D:/RJ/OpenOCD-20231002-0.12.0/share/openocd/scripts/interface/stlink-v2.cfg",  //在OpenOCD选择下载器"D:/RJ/OpenOCD-20231002-0.12.0/share/openocd/scripts/target/stm32f1x.cfg"    //在OpenOCD选择芯片],"svdFile": "D:/GC/STM32F1/stm32f103.svd",   //选择寄存器文件}]
}

三、编译、下载与调试

如果我们配置完成后，用VScode打开CMakeLists.txt所在文件夹工程过后，Cmake tool会自动提示配置Cmake，点击配置后，会生成build文件夹，产生的Makefile及其他中间文件会存放在该目录。

在这里插入图片描述

3.1 选择编译器

点击VScode下方的配置按钮，选择gcc-arm

在这里插入图片描述

3.2 编译

点击VScode下方的进行编译，生成目标文件

在这里插入图片描述

编译过程

在这里插入图片描述

在build文件夹下会生成目标文件

在这里插入图片描述

3.3 烧录

进入build文件夹下执行以下命令,其中将Project.hex替换为自己的目标文件，stlink-v2.cfg是选择下载器类型，stm32f1x.cfg是芯片型号

openocd -f interface/stlink-v2.cfg -f target/stm32f1x.cfg -c "program Project.hex verify reset exit"

烧录成功

在这里插入图片描述

3.3 调试

打开左侧的运行和调试，选择Debug with OpenOCD

在这里插入图片描述

点击运行，可进行断点调试，变量监测，寄存器查看等操作。

在这里插入图片描述

3.4 关于变量定义

使用gcc编译时，我们一般需要告诉编译器这个变量是可变的，不然会造成内存覆盖，程序无法运行的情况，即voatile关键词

在这里插入图片描述

四、参考链接

此文章参考以下文章，若描述不清，可查看下方文章

Vscode搭建开发调试STM32/RISC-V环境IDE(最全面)

VSCode 和 CMake 搭建嵌入式开发环境