keil的学习使用

因为感觉keil的使用过于麻烦，故建立一个文档作为学习备忘

📘 Keil MDK (μVision) 学习指南：从入门到 STM32 实战

第一部分：基础知识 - 你的“大脑”和“工具”

在开始之前，我们先弄清楚几个基本概念：

1. 什么是 MCU？

MCU (Microcontroller Unit, 微控制器单元)，你可以把它想象成一个“微型电脑”。

与电脑 CPU 的区别：你电脑的 CPU (如 Intel i7) 非常强大，但它需要外部的内存、硬盘、显卡才能工作。
MCU 的特点：MCU 把 CPU 核心、内存 (RAM)、存储 (Flash/ROM)、以及各种“工具”（外设都集成到了一块芯片上。

STM32 就是意法半导体 (ST) 公司生产的一个非常流行的 MCU 系列。

2. MCU 架构 (ARM Cortex-M)

“架构”就像是这个“微型电脑”的设计蓝图。

8051 架构：你可能听说过 51 单片机，它使用的是经典的 8051 架构。这是个 8 位架构，就像一个一次只能处理 8 个数据（比如 0-255）的小工人。
ARM Cortex-M 架构：几乎所有的 STM32 芯片都使用 ARM 公司的 Cortex-M 内核。
- 32 位架构：它是一个 32 位的 RISC (精简指令集) 内核。就像一个一次能处理 32 位数据（一个非常大的数）的强壮工人，效率远超 8051。
- 标准化：ARM 只设计这个“大脑”（CPU 核心），然后卖给不同的芯片厂商（如 ST、NXP、TI）。
- ST 的角色：ST 拿来 ARM 的“大脑”，然后给它配上 ST 自己设计的“手脚和工具”（即外设 Peripherals），比如：
  - GPIO：控制引脚高低电平，用来点灯、读按键。
  - UART：用于串口通信（和电脑的 USB 转串口模块通信）。
  - SPI / I2C：用于和其他芯片（如传感器）通信。
  - Timers：定时器，用于精确计时或输出 PWM 波（控制舵机、电机）。

3. 什么是 Keil MDK？

Keil MDK (Microcontroller Development Kit) 就是你用来开发 STM32 的“集成开发环境”(IDE)。

它主要包含几个功能：

编辑器 (μVision IDE)：你写 C 语言代码的地方。
编译器 (ARM Compiler)：把你写的 C 语言“翻译”成 STM32 (ARM 内核) 能看懂的机器码。
调试器 (Debugger)：连接你的下载器 (如 ST-LINK)，让你可以在芯片运行时，实时查看变量、内存，或者让程序单步运行。

第二部分：准备工作 - 安装你的“工具箱”

1. 下载和安装 Keil MDK

官方网站：前往 ARM Keil 官网 (https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm) 下载 MDK-Arm。
版本：下载最新版 MDK v5 即可。
许可证：Keil MDK 是收费软件，但提供了免费的评估版。评估版功能齐全，唯一的限制是编译出来的代码不能超过 32KB。对于学习 STM32F103 或 F4 系列的入门项目来说，32KB 已经足够用了。

2. 安装芯片支持包 (Pack Installer)

安装完 Keil 后，它还“不认识”STM32。你需要给它装“驱动包”。

打开 Keil MDK (μVision)。
点击菜单栏的 "Pack Installer" 图标（一个带向下箭头的盒子）。
在左侧列表中，找到 STMicroelectronics -> STM32F1xx Series (如果你用 F103) 或 STM32F4xx Series (如果你用 F407)。
在右侧，找到 Keil::STM32F1xx_DFP 或 Keil::STM32F4xx_DFP。点击它旁边的 "Install" 按钮。
同时，确保 ARM::CMSIS 这个核心包也已经安装 (Install)。

pack-installer

3. 安装 STM32CubeMX

在 MDK v5 时代，我们强烈不推荐手动配置 STM32 的寄存器或使用旧的“标准库 (SPL)”。

STM32CubeMX 是 ST 官方推出的图形化配置工具。你只需要在图形界面上点几下鼠标（比如 "把 PA5 引脚设置成推挽输出"），它就能自动生成 Keil MDK 项目所需的全部初始化代码 (HAL 库)。

下载地址：前往 ST 官网 (https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubemx.html) 下载。它需要 Java 环境。

4. 准备硬件

一块 STM32 开发板（如 STM32F103C8T6 最小系统板，或 STM32F407 探索者/战舰）。
一个 ST-LINK V2 下载/调试器。
杜邦线和 LED（如果你的板子没有自带 LED）。

第三部分：现代 STM32 开发流程 (CubeMX + Keil)

这是目前最高效、最标准的入门流程。

步骤 1：在 STM32CubeMX 中创建项目

打开 STM32CubeMX。
Access to MCU Selector：选择你的芯片型号，比如 STM32F103C8T6。
Pinout & Configuration (引脚配置)：
- SYS：在 Debug 选项中，选择 Serial Wire。（这一步至关重要，否则芯片只能下载一次程序！）
- RCC：在 High Speed Clock (HSE) 中，选择 Crystal/Ceramic Resonator (使用外部晶振)。
- GPIO：找到一个连接了 LED 的引脚（比如 PC13），左键点击它，选择 GPIO_Output。
Clock Configuration (时钟树配置)：
- CubeMX 通常会自动帮你配置好时钟树（比如 72MHz）。你只需确保没有红色错误提示即可。
Project Manager (项目管理)：
- Project Name：给你的项目起个名字 (如 Blinky)。
- Project Location：选择一个存放项目的全英文路径。
- Toolchain / IDE：在下拉菜单中，选择 MDK-ARM。
- [重要] Code Generator (代码生成器)：勾选 "Generate peripheral initialization as a pair of '.c/.h' files per peripheral" (按外设生成 .c/.h 文件)，这样项目结构更清晰。
GENERATE CODE：点击右上角的 "GENERATE CODE"。

步骤 2：在 Keil MDK 中打开和编译

进入你刚才保存项目的文件夹 (如 Blinky)。
找到 MDK-ARM 文件夹。
双击 .uvprojx 后缀的文件 (如 Blinky.uvprojx)，Keil MDK 就会自动打开这个项目。

步骤 3：认识 Keil 界面

[图片资源] Keil MDK 主界面： ``

左侧 (Project Window)：这是你的项目文件树。CubeMX 已经帮你分好了组：
- Application/MDK-ARM：包含启动文件 startup_stm32f103c8tx.s。
- Application/User：这是你写代码的地方！ 主要是 main.c。
- Drivers/STM32F1xx_HAL_Driver：ST 官方的 HAL 驱动库文件。
- Drivers/CMSIS：ARM 的核心驱动文件。
中间 (Editor Window)：写代码的区域。
下方 (Build Output Window)：显示编译信息、警告和错误。

步骤 4：编写你的代码 (点亮 LED)

在左侧项目窗口，展开 Application/User，双击 main.c 打开它。
千万不要在 main() 函数的开头写代码。
滚动 main.c，找到 while(1) 循环。

你会看到类似这样的注释：

/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
  /* USER CODE END WHILE */

  /* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 */

你所有的 while 循环代码都必须写在 BEGIN 和 END 注释之间！ 否则，你下次用 CubeMX 重新生成代码时，你写的代码会被覆盖掉。
在 /* USER CODE BEGIN 3 */ 和 /* USER CODE END 3 */ 之间，添加以下“点灯”代码（假设你的 LED 在 PC13 引脚）：
```
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13); // 翻转 PC13 引脚电平
HAL_Delay(500);                        // 延时 500 毫秒
```
- HAL_GPIO_TogglePin：HAL 库函数，用于翻转引脚电平。
- HAL_Delay：HAL 库函数，用于毫秒级延时。

步骤 5：编译和下载

配置调试器 (ST-LINK)：
- 点击菜单栏上的“魔术棒”图标 (Options for Target)。
- 切换到 Debug 标签页。
- 在右上角的下拉菜单中，选择 ST-Link Debugger。
- 点击旁边的 Settings 按钮：
  - 在 Flash Download 标签页，勾选 Reset and Run。（这样下载完程序后芯片会自动重启运行）。
- 点击 OK 保存退出。
编译 (Build)：
- 点击菜单栏的 "Build" 按钮（快捷键 F7）。
- 观察下方的 "Build Output" 窗口，确保最后显示 "0 Error(s), 0 Warning(s)"。
下载 (Download)：
- 确保你的 ST-LINK 和开发板已连接好。
- 点击菜单栏的 "Load" 按钮（快捷键 F8）。
- 如果一切正常，你会看到 "Flash Download finished" 的提示。

此时，你开发板上的 LED 应该已经开始以 0.5 秒的间隔闪烁了！

第四部分：调试 (Debug) 基础

调试是 Keil 最强大的功能，也是你必须学会的技能。

开始调试：点击 "Build" 和 "Load" 按钮旁边的红色 'd' 图标 (Start/Stop Debug Session)，或者按快捷键 Ctrl + F5。
Keil 的界面会发生变化，进入调试视图。
常用调试操作：
- Run (F5)：全速运行代码。
- Stop：暂停代码运行。
- Step Over (F10)：单步执行。如果遇到函数，它会把函数当做一步执行完，不会跳进去。
- Step Into (F11)：单步进入。如果遇到函数，它会跳进函数内部执行。
- Run to Cursor Line (Ctrl+F10)：运行到你光标所在的那一行。
- Set Breakpoint (F9)：在代码行号旁边点击，设置一个断点。程序运行到这里时会自动暂停。
常用调试窗口：
- Watch 1 / Watch 2：可以输入你的变量名（比如 a），实时查看它的值。
- Call Stack：显示函数的调用堆栈。
- (最有用) Peripherals (外设)：在菜单栏 View -> System Viewer 中，你可以找到并打开 GPIO、TIM、UART 等窗口，实时查看 STM32 芯片内部寄存器的状态！

第五部分：重要资源

Keil 官方文档：(https://www.keil.com/support/man/docs/uv4/) 官方手册，非常详细。
ST 官网：(https://www.st.com) 你需要在这里下载：
- STM32CubeMX
- STM32F103 的数据手册 (Datasheet)：查看引脚定义、电气特性。
- STM32F103 的参考手册 (Reference Manual, RM)：（最重要） 查看所有外设（如 GPIO, UART）的寄存器级详细说明。
视频教程：
- Bilibili (B 站)：搜索 "STM32 Keil 教程" 或 "STM32CubeMX 教程"，有海量的中文视频，比如正点原子、野火等机构的免费课程都非常好。

希望这份指南对你入门 Keil 和 STM32 有所帮助！

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