全面解读STM32生态环境,介绍、下载安装、使用教程等

作者：strongerHuang

微信公众号：strongerHuang

STM32能被这么多开发者认可，它的强大生态系统起了关键作用。本文围绕STM32生态各软件工具进行相关描述，其中包含一些技术细节。
一、STM32生态系统总预览STM32提供了全套开发工具，以及开发所需的软件包，下面看一张图，从全局来了解STM32生态系统工具和软件：

主要分为两大类：1.软件工具：即左边部分的STM32CubeMX、 CubeIDE、 CubeProgrammer、 CubeMontor等。
2.嵌入式软件包：STM32CubeMCU Packages 和 扩展软件包CubeExpansions.

STM32Cube生态系统几个特点：

• 免费自由使用；

• 接口一致，方便移植

• 可裁剪、可扩展

• 易使用和理解

• 节约开发时间和成本

• ······

（当然，这是我自己总结的特点，其实还有很多，欢迎补充）

下面进一步详细描述各工具和软件包的内容。

二、STM32CubeMXSTM32CubeMX早在2014年就推出了，但早期的STM32CubeMX和HAL相对现在Bug更多，使用也不方便。再加上用户习惯了标准外设库，所以早期推出STM32CubeMX时，用户并不买账。
因此，为了推广STM32CubeMX，以及让更多用户使用STM32CubeMX，ST在14、15年逐渐停止了对各MCU标准外设库的更新和维护，让用户转向了HAL和LL库。

STM32CubeMX是一个图形化的软件配置工具，使用图形向导可以生成STM32初始化代码工程。

STM32CubeMX特性：

1.直观的选择 STM32 微控制器（MCU）和微处理器（MPU）。

2.丰富易用的图形化界面:

-自动解决配置冲突

-具有参数约束动态验证的外设和中间件功能模式

-时钟树与配置的动态验证

-功耗预测

3.生成初始化代码工程，包含：EWARM、 MDK-ARM、 TureSTUDIO、 SW4STM32等。

4.针对部分MPU生成Linux设备树。

5.可独立运行在Windows、Linux和macOS上使用，或作为 Eclipse 插件使用。

当然，更多介绍可以参看我的文章：STM32CubeMX系列教程01_STM32Cube产品介绍
也可以参看官网最新的介绍：www.st.com/stm32cubemx
当然，STM32CubeMX的使用教程，可以参看我的专栏：STM32CubeMX系列教程
三、STM32CubeIDESTM32CubeIDE推出的时间是在19年4月左右，但它的发展历程却有很久了。
STM32CubeIDE的发展要从早期 Atollic 的 TrueSTUDIO 说起，早期的 TrueSTUDIO 是 Atollic公司针对嵌入式开发的一套IDE工具（类似Keil、 IAR）。
在2017年12月的时候，ST收购了Atollic公司，然后TrueSTUDIO for STM32就这样诞生了。
直到2019年4月份，ST正式推出了STM32CubeIDE，简单说就是TrueSTUDIO for STM32的“升级版本”，只是这个“升级版本”变化有点大。
这里推荐参看我之前分享过的一篇文章：从TrueSTUDIO迁移到STM32CubeIDE只需要简单几步
下面通过一张图来了解STM32CubeIDE的发展历史：

STM32CubeIDE是一个多功能的集成开发工具（IDE），集成了TrueSTUDIO和STM32CubeMX，它是STM32Cube软件生态系统的一部分。

它是一个先进的C/C++开发平台，具有STM32微控制器的IP配置、代码生成、代码编译和调试功能等。
官方地址：https://www.stmicroelectronics.com.cn/en/development-tools/stm32cubeide.html
更多可以参看我之前分享过的文章：STM32CubeIDE介绍、下载安装，配置生成代码，在线调试
四、STM32CubeProgmmerSTM32CubeProgmmer之前也有一段很长的历史，早期的ST芯片下载工具是 STVP（ST Visual Programmer） ，可能2010年之前的工程师比较熟悉这款工具，但后面的逐渐被ST-LINK Utility取代了。
ST-LINK Utility应该现在很多工程师都还在用，但官方也是用STM32CubeProgmmer替代了ST-LINK Utility，同时也停止了对ST-LINK Utility的更新。
这里介绍可以参看我之前分享的一篇文章：STVD、STVP、ST-LINK utility这些工具你了解吗？
STM32CubeProgrammer有很多地方和ST-LINK Utility相似，但新引入了一些功能，比如安全编程（secure programming）。

这里可以参看文章：几点关于STM32CubeProgrammer的内容
五、STM32CubeMonitorSTM32CubeMonitor是ST今年（2020）推出的一款新的神器，是一款通过实时读取和显示变量来帮助调试和诊断STM32应用程序的工具。
STM32CubeMonitor也有一个发展历程，它的前生其实是STM Studio。它和STM Studio主要的功能就是监控，比如监控变量：

主要特征：

•基于图形流的编辑器，不需要编程来构建仪表板

•通过ST-LINK (SWD、JTAG协议)连接到任何STM32设备

•在目标应用程序运行时，在RAM中实时读取和写入变量解析来自应用程序可执行文件的调试信息

•直接获取模式或快照模式

•关注感兴趣的应用行为

•允许将数据记录到文件中并重播以进行详尽的分析

•通过可配置的显示窗口(如曲线和方框)和大量的小部件(如仪表、条形图和图表)提供定制的可视化多探头支持同时监控多个目标

•远程监控，本机支持多格式显示(PC、平板电脑、手机)

•直接支持Node-RED开放社区

•支持操作系统：Windows，Linux Ubuntu 和 macOS

（以上来自有道词典翻译，可能存在错误）

详细可以参看文章：STM32CubeMonitor介绍、下载、安装和使用教程

官网地址：

www.st.com/stm32cubemonitor

CubeMonitor扩展：

借助Node-RED开放社区，STM32CubeMonitor可提供丰富的扩展功能，可参看：

https://wiki.st.com/stm32mcu/wiki/STM32CubeMonitor_tool_suite_overview

1.STM32CubeMonitor-RF

网址：

www.st.com/stm32cubemonrf

STM32CubeMonRF是STM32CubeMonitor-RF的缩写，它是一款用于监测无线设备的工具，目前主要用于监测STM32WB与蓝牙(BLE)和802.15.4设备的发送/接收性能。

2.STM32CubeMonitor-Pwwer

网址：

www.st.com/stm32cubemonpwr

STM32CubeMonPwr是STM32CubeMonitor-Power，是一款使开发人员能够快速分析目标板低功耗性能的工具。

3.STM32CubeMonitor-UCPD

网址：

www.st.com/stm32cubemonucpd

STM32CubeMonUCPD是STM32CubeMonitor-UCPD，是一款用于监视和配置USB Type-C和Power Delivery应用程序的工具。

六、STM32CubeMCU PackagesSTM32Cube生态的嵌入式软件包种类繁多，但分类比较明确，下面通过一张图来看下嵌入式软件包应用结构图：

MCU Packages即MCU软件包，也是大家最常用、最熟悉的软件包：

在STM32CubeMX软件包管理器中可以进行查看和（删除、增加）管理：

MCU软件包还可以分两类：

• 底层驱动HAL和LL

• 中间层Middlewares

其中中间层有ST自家的、也有第三方的，种类比较多，比如：FreeRTOS、 FatFS、 LwIP、  Open Bootloader、 Bluetooth 5 stack、 Zigbee 3 stack、 USB Host & Device stacks等。

通过一张图全面了解MCU软件包：

各包支持的情况：

七、STM32ExpansionSTM32扩展包，也是STM32Cube生态系统其中的组成部分，STM32的扩展包有ST自家的，也支持第三方的扩展包。
比如：X-CUBE-AI、 X-CUBE-BLE1、 X-CUBE-NFC4······等很多很多。
下面进行分类一下：

同样，可以在STM32CubeMX软件包管理器中可以进行查看和（删除、增加）管理：

八、总结本文总结了STM32Cube生态目前（2020.10）所有的软件工具内容，以及描述相关细节内容。
STM32Cube生态的软件工具细节内容其实比较多，并不是所有都需要掌握，初学者可以从STM32CubeMX和MCU软件包（HAL）开始学起，然后一步一步拓展。