STM32几种最流行的开发环境对比

序

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时间进入2020年年底，越来越多的开发者跟我一样不再满足于高级语言和WEB前后端开发，逐渐开始把玩各类MCU,MPU,FPGA等硬件产品，同时这些嵌入式开发的门槛也随着互联网的发展渐渐降低，更好地吸引了众多开发者的加入。毫无疑问，那些软硬结合、能解决实际生产生活需求的小项目，总是更能引发人们的好奇心和学习欲望。


) P- Z9 S$ x2 k4 M. S6 Y' m今天我们就来谈谈当前最流行的几种STM32家族MCU的开发方案，主要向新人朋友们介绍几种集成开发环境，对于大佬们来说，如果您还在使用破解版的KEIL开发项目，不妨试试我下面提到的另外几种IDE，或许会有更好的开发体验。
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& v% ]6 O9 |9 J" g- V7 Y: p: zKeil5
# I$ x- d8 f$ d' J- G7 ^- S) K最正统，最经典的嵌入式MCU开发环境。


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/ ]  Y2 F, s3 T; [" A, V4 _7 j0 N价格/跨平台 ★
/ w# ~5 Z6 s1 R) E9 f9 _: M收费。国内由米尔科技代理授权，但似乎不面向个人开发者分发授权。我曾经致电米尔科技的销售人员，对方直接要求我提供公司信息，我说我只是个人开发者，想用KEIL进行STM32的开发，对方光明正大地让我用破解注册机，我担心我提供公司信息后，被对方猛查，或者发律师函，这不就暴露了么，果断挂断电话。所以到最后我都没弄明白收费的KEIL，单用户一年到底要支付多少钱，对KEIL的好感度骤降，不断萌生寻找新的替代品的想法。

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跨平台方面，仅限Windows，不支持MAC OS和Linux。
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开发库 ★★★★★
无论是51还是ARM Cortex M0-7，KEIL都有着不错的支持。在51下，KEIL甚至提供RTX-51的RTOS；在ARM下，KEIL的pack manage提供丰富的开发库，无论是STM32的HAL/LL库,还是标准库，无论是FreeRTOS还是RT-Thread Nano，都可以方便地下载使用。


- Z% b4 a5 ^# m* e配色和插件支持 ★★
( R, v* f) ]& X: i$ q4 c6 AKEIL没有设置代码配色方案的UI支持，所有的配色方案在/UV4/global.prop文件中定义，可以自行设计配色方案。这里分享一份我自用的global.prop，下载后覆盖源文件后，重启KEIL就是下面这种配色，是我喜欢的sublime风格。

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KEIL提供简单的插件机制，可以手动下载插件置入安装路径下的TOOLS文件夹启用插件，我经常使用的是CoolFormat的代码格式化插件，可以将代码格式化成我习惯的JAVA/C++高级语言样式，而不用忍受大量陈年C代码中花括号换行的眩晕感。不管怎么说，没有UI界面对主题和插件的支持，只能算是勉强能用。

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代码关联和自动提示 ★★★
- n/ I. t5 V1 R, Z; L0 o在KEIL-51中，KEIL几乎不提供任何代码提示功能，但可以使用Go to Definition功能查看变量和函数的定义。
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5 ~5 R5 i1 ?, ^/ i! Q$ E在KEIL-ARM中，KEIL的代码提示功能做得不错，输入三个字符以上就可以得到不错的代码提示，调用函数时的参数类型提示也可以。
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有一个问题：在用户录入过程中，一旦取消提示，比如意外地失去了焦点，又或者按下ESC，临时干了点别的事情，代码提示就此无法继续，无论在原来的代码后面输入什么，都不会再次触发代码提示，只能删除这一行所有已输入的字符，重新录入，以此再次激活代码提示。所以，代码提示和追踪功能KEIL只能算是刚刚及格。
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调试能力 ★★★★★
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KEIL的debug能力很强，基于JTAG和STLINK都可以方便地对设备进行在线仿真调试；在手上没有设备时，甚至还可以离线模拟仿真，通过类似于示波器的界面观察模拟出来的电平信号。在调试时，可以方便地观察CPU寄存器、内存数据、变量数据、当前栈数据等信息，用户也可以直接输入内存地址观察内存数据。
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KEIL 总体评分64分


, j5 m4 Z- P9 |* K5 zSTM32CubeIDE
ST意法半导体自己出品，用来开发自家MCU产品，体验良好。其本质是集成了STM32CubeMX这一图形-代码配置工具的eclipse，将工具链配好了，开发起来很顺手。


7 v; R; u! A" F& P, n- I价格/跨平台 ★★★★★
& j( v% K! p" t免费，全平台。
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+ {! _8 \; n$ f, i% L& b开发库 ★★★★
在STM32CubeMX界面中，ST提供STM32所有MCU的HAL/LL库，免去了我们到官网下载的麻烦事，同时提供有限的第三方库供选择，以及基于url的库导入功能，我常用的RT-Thread就是通过录入URL新增了RTT的支持，具体方法可以参考文档： 基于 CubeMX 移植 RT-Thread Nano



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: q, k" w0 Z% u$ h配色和插件支持 ★★★★
7 I  n: a* [5 ?' C( vSTM32CubeIDE本身没有做任何代码美化工作，但是我们可以通过Eclipse Marketplace安装丰富的eclipse插件，比如我常用的Color IDE Pack，然后通过该插件将编辑区域的颜色调制成我们喜欢的样子。得益于eclipse长期以来的开源社区支持，插件非常丰富。
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, O( u* D# r$ |代码关联和自动提示 ★★★
& d5 k, f4 [* D  [' i, }+ vSTM32CubeIDE的代码提示功能并不如人意，使用起来甚至还没KEIL舒服，原因在于必须要输入特定字符才能触发代码提示功能。我们在Windows-Preferences-C/C++-Editor-ContentAssist界面可以一窥端倪。
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- V# _7 T* q, l图中的Auto-Activation区域内，定义了几个关键字符，这些字符敲击后，隔500毫秒，可以触发代码提示。间隔时间可以自由调整，但关键字符这里无法自行调整，带来了极大的弊端。开发过程中大量函数需要代码自动提示，但函数中又不可能有图中定义的., ->, ::这几个关键词，因此，在我们需要对函数进行自动提示时，只有使用alt+/进行强制提示，无疑影响了开发体验。


& b$ G  f" w* O追踪功能可以右击代码块然后Open Decleration或者按F3进行操作，全环境搜索也可以通过ctrl+H进行，这一部分没毛病。
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调试能力 ★★★★★
( @+ H$ L& B# {& v, B# m% R配合GDB服务，在线调试功能还是不错的，特有的SFRs选项卡，还可以观察到内存寄存器的状态，尤其方便使用寄存器开发模式的开发者。虽然没有KEIL那种离线仿真能力，但不影响使用，真实的开发环境下几乎没人会用到那个功能。
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STM32CubeIDE总体评价 84分
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0 [/ W2 _, E: v1 u5 L: m/ vCLion
CLion是大名鼎鼎的JetBrains推出的C/C++开发环境，拥有极佳的响应速度和开发体验，舒服养眼的代码配色，甚至连编程字体都是JetBrains精心设计的。在全球众多开发者眼中，JetBrians全家桶真的是最香的，没有之一。

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价格/跨平台 ★★★
收费，全平台。价格如下：


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; ?% E/ _/ e/ Y! b: u+ {- u值得一提的是：开源项目开发者和学生可以通过一年一度的申请获得JetBrains全家桶的免费使用权利，开源项目开发者可以通过其github数据申请，学生可以通过edu邮箱申请。我本人跟当年上大学时的老师关系一直挺好，一直都是登录她的edu邮箱来免费使用JetBrains全家桶的，某宝虽然一直在查封，但断断续续也有edu邮箱的代收发服务，可以自行了解，这里不多介绍。

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开发库 ★★★
( r: Y7 h0 }( x0 K: NCLion的嵌入式开发目前有两种主流方案，一种是仅针对STM32产品的STM32CubeMX方案，另一种是使用插件PlatFormIO。前者安装完最新的CLion，在新建项目时就可以看到入口，后者需要在Plugins中搜索安装PlatFormIO插件，安装完成后，也可以在新建项目时看到入口。使用STM32CubeMX方案时，开发库的丰富程度与STM32CubeMX一样，参考上面的介绍，不再赘述。使用PlatFormIO时，几乎没有第三方库可以集成使用，所有引入和移植工作均需要手动完成。


+ |9 X- l& M. Q5 q配色和插件支持 ★★★★★
这个不用多讲，即使完全不进行额外的设置，CLion秉承JetBrains家族产品一贯的界面风格，代码配色相当舒服，Plugins也非常丰富。
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: Q$ f+ a; S3 Q代码关联和自动提示 ★★★★
这个打四星的理由是，使用CLion+PlatFormIO方案时，开发环境对于CMSIS和HAL库，只提供了.h文件的关联，对所有的.c文件并没有纳入项目工程。这种做法导致一个问题，比如一个函数，我们只能关联查看到它在头文件中的定义，却没法方便地查看它的在C文件中的实现。
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同样，在Clion+PlatFormIO的方案中，还存一些不合理的设置，比如如果我现在进行一个STM32F1系列的产品开发，那么像stm32f1xx_hal_conf.h这种配置文件，所有工程项目都要公用一个配置头文件。开发环境强行检索platformio安装路径下的这种头文件。导致实际项目的工程一旦与标准开发板配置不同，很难修改相关配置。最明显的问题出在高速外部晶振频率的定义（HSE_VALUE)，我手上大部分开发板都是8MHz的晶振，但默认配置文件stm32f1xx_hal_conf.h中HSE_VALUE的值为25MHz，原本仅仅需要修改一下头文件就可以，这里却很麻烦，不得不利用编译选项强制定义宏来解决。
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后面，我打算后面录制两段视频节目，专门介绍一下使用CLion+CubeMX以及CLion+PlatFormIO这两种方案开发STM32项目的完整过程。
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调试能力 ★★★★
* m. o3 A3 }8 W2 G8 f% |CLion使用开源的OCD进行调试，支持基本的断点、单步、变量监控、内存观察等操作，从ST官网可以下载相关芯片的svd文件，导入到CLion中后可以对芯片内的内存寄存器进行观察，但是没有CPU寄存器的观察窗口。
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CLion总体评分 76分

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RT-Thread Studio



RT-Thread是著名的国产RTOS，个人认为，相较于目前众多国内互联网巨头出品的RTOS（阿里、腾讯、小米、华为都有推出自家的RTOS），RT-Thread无论名气、生态、成熟度、易用性都远胜之。在学习RT-Thread时，我注意到这款基于eclipse改造的嵌入式开发工具，这款IDE的初衷是为了方便开发者将各大MCU在集成使用RT-Thread，但随着深度使用，我发现这是目前最适合我的一款嵌入式编程环境，无论是开发裸机项目还是RTOS项目，没有之一。

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# W/ A; r8 k8 I2 d这里不得不为国产软件产品做个推广，希望国人能不断开发出能在全世界流行的软件产品，与君共勉。下载地址：https://www.rt-thread.org/page/studio.html
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) c! }3 K' u2 T/ a. u6 E4 D6 u$ [价格/跨平台 ★★★★
免费，目前只支持Windows。RT-Thread基于eclipse改造，虽然目前只提供了Windwos平台的下载，但移植到Linux无非是时间的问题。根据相关论坛的帖子来看，Linux版的RT-Thread已经在筹备移植中了。


0 @1 X1 f3 U" G/ J4 Z( \开发库 ★★★★★
& j' B9 l+ P7 F% t7 @" p7 ]RT-Thread Studio在新建项目时，可以选择MCU，在打开的SDK管理器中，可以看到为我们提供了简单直白的库列表，而且这份列表在不断更新中，一开始只有STM32系列，目前已经又扩展了GD32和NXP相关型号的MCU支持，开源社区还在基于RT-Thread不断丰富支持的硬件资源。
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! e: e  ?+ P5 J1 q1 f4 U配色和插件支持 ★★★★★
7 ?. b2 [/ X, W( q比起STM32CubeIDE，RTT Studio默认安装了Color Themes插件，这个插件可以很容易修改整个开发环境的配色方案，注意是整个主程序窗口，包括菜单栏、工程资源部分、命令行终端、以及代码编辑区域的配色全部修改。这比起部分插件只修改代码编辑区域的配色要舒服得多。五星好评。

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代码关联和自动提示 ★★★★★
+ y' {" P7 o, ?RTT Studio拥有跟CLion一样舒服的代码自动补全提示。上文说到STM32CubeIDE的在Content Assist配置界面，只对特定字符进行了代码提示的触发，而青出于蓝而胜于蓝的RTT Studio，显然发现了这一编码痛点，在它的Content Assist配置界面，我们欣慰地发现这样的配置方案：


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& V6 |$ I- K0 o1 I经过这么一修改，编码流畅度瞬间如丝般顺滑，输入任何字符，都会立刻得到提示，开发者将体验到相当舒服的编码体验。
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  u5 K0 D6 N; E9 |7 \4 U调试能力 ★★★★★
这个跟STM32CubeMX和Keil一样，各种调试都是得心应手，用户只需要选择烧录接口就可以了，支持的编译和烧录接口有J-Link，ST-Link，DAP-Link和QEMU仿真，RTT Studio自带了QEMU仿真能力，可以在没有真实板子的情况下使用QEMU模拟，因为我没这方面需求也一直没研究过。总之，5星好评。

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' R# q+ y& j  {  cRT-Thread Studio总体评分 96分


总结
最后做个总结，我个人认为目前开发STM32最优方案应该是国产的RT-Thread Studio。即使不用RTOS，它也能给予非常棒的开发体验；如果项目需要使用RTOS，它更是可以一键生成符合RTT所规范的工程框架，同时提供GUI的组件配置界面。
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此外，STM32CubeIDE可以提供不错项目初始化代码生成能力，极大地简化外设的配置工作，但是STM32CubeIDE本身的编码体验较差，不建议使用，推荐使用STM32CubeIDE+RTT Studio结合的方法进行开发。
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( N$ O/ S$ S5 @8 P! n至于CLion，这个适合尝尝鲜，新项目开发的时候玩一玩，毕竟目前还是比较小众，CLion+STM32CubeMX的方案要比CLion+PlatFormIO的方案好一些，目前PlatFormIO的问题感觉还是比较多。

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KEIL可能也不能少，很多祖传项目都是KEIL的工程，不建议新项目使用它开发，毕竟收费，而且吃相难看。还有一些闭源的三方协议栈，只提供KEIL环境下的库文件，所以免不了还是要安装。
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居然是RTT studio最牛！如果开发不用RTT的操作系统呢？

我前几天也下了RTTstudio，感觉还是不错的

下图中是下载G0的库，一会就完成了
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& }2 O5 P% E9 q下图新建裸机程序，就是不清楚这个串口怎么使用？？研究中

; I6 ^5 L3 J- E# m; r源文件一定要写上.c 才行

) E$ J( Y( B* B; c# [+ J3 k+ C配色和自动提示功能真的强大，哈哈

上图第三图，输入工程名点完成后不能自动进入编辑界面，不知在什么地方设置，还没看，要把欢迎面点X点就出来了

代码自动完成是IDE的一个非常重要的功能。STM32CUBEIDE作为STM32主打的开发环境，代码自动完成确实不方便。希望ST能在下个版本中改进。