单片机爬坑记-03-编译环境

Posted 2021-02-10 zarlinq

Arduino IDE是最难用又最好用的单片机IDE，没有之一！难用之处在于没有自动补全（这一点最是难受，但又最是无处说理），库文档也常常不全，时不时就要开Source Insight看看库文件的源代码，很是麻烦；好用之处则在于库管理和开发板管理极为方便，调用某个库的时候需要#include的头文件也是一键完成，尤其适用于新建工程（先把所有头文件#include上）和库管理（开发板相关文件一般不怎么变动）。

寻求一个“能自动补全、方便管理项目、省心省事不折腾、能跨平台作业”的IDE是自然需求，最好这IDE在单片机开发方面还具备高度通用性。

Keil和IAR，由于某些众所周知的原因，直接不考虑。

VSCode（Visual Studio Code）简直就一通用单片机开发IDE神器，目前已经能够搞定整个编码、编译、链接过程的目标平台，主要包括Arduino、STM32、Tiva C、ESP8266（及ESP32）。

Arduino：在VSCode下有两种方案可选，一种是VSCode平台的扩展插件“Arduino”，该插件只要根据提示将Arduino IDE的目录设置好，就能够直接让VSCode完成Arduino代码烧写全部过程，而且离线完成，VSCode自带强悍的自动补全和项目管理，因此这种方式完全可以实现基于Arduino平台的复杂项目开发，对基于Arduino平台的开发而言，此是首选方案；另一种是VSCode平台的扩展插件“PlatformIO IDE”，该扩展插件需要和IoT Utility一并安装，缺点是不能离线操作，也没有插件“Arduino”方便使用，但就Arduino开发而言，算是一个可以考虑的备选方案。

STM32、ESPESP8266（及ESP32）：VSCode平台的扩展插件“PlatformIO IDE”在这些具有较常见的芯片及开发板方面，优势是非常明显的，使用时唯一需要注意的主要有三点：1、尽量直接使用插件内“New Project”或“Project Example”建项目，插件能联网自动完成设置文件的处理，否则自行新建文件夹和文件的话，一小堆设置等着慢慢琢磨，浪费时间，如果使用插件内“New Project”或“Project Example”建项目时卡住，可以先关闭工作区（强烈建议使用工作区加载不同配置的方式进行开发），再打开，此时插件重新加载，建项目就比较快；2、不要试图在c_cpp_properties.json文件中更改includePath，插件会自动恢复，所以外部库文件差不多只能放在项目文件夹“include”或“src”中，此时应当特别注意外部库文件中的#include路径问题；3、右键选择“PlatformIO：build”后，插件是启动命令行调用脚本的方式进行编译，而在Windows系统下命令行默认是cmd，cmd这玩意是一个不支持命令行中有空格的落后玩意，所以最好安装Powershell，并在Powershell中用Set-ExecutionPolicy RemoteSigned提升权限（对powershell.exe文件右键“以管理员身份运行”）。（PS：Powershell是极好用的命令行工具，大力推荐！！）（PS：PS：ConEmu是极好用的命令行窗口软件，大力推荐！！）

Tiva C：/*　　实际上，在“PlatformIO IDE”中也有对Tiva C的支持，但在“PlatformIO IDE”中新建的Tiva C工程，所包含的库函数较少（基于libopencm3），TI官方可是提供了整整一个TivaWare C，而且TI官方还提供了tidrivers标准库（并不兼容于TivaWare C），这libopencm3、TivaWare C、tidrivers三个库相互不兼容，构成了Tiva C混乱的函数库，其中TivaWare C相对来说是最好用的库（对片上外设和外部设备的支持最丰富），而在“PlatformIO IDE”中新建的Tiva C工程想要使用TivaWare C，首先要面对的是一大堆文件的修改（主要解决#include路径问题）和删除（避免和“PlatformIO IDE”的编译脚本有冲突），而且前面说了“PlatformIO IDE”建的项目不能更改includePath，以至于TivaWare C得全部挪到项目文件夹“include”或“src”中，臃肿且麻烦。　　*/

因此祭出另一大VSCode另一大杀器，扩展插件“IAR Embedded Workbench”！该插件基本功能是根据IAR的ewp文件对项目进行编译、链接，生成所需的bin文件。使用嘛……打开IAR新建一个工程？不存在的！TivaWare C中有例程example，其中的文件都已经处理好了各项设置，本着尽可能省心省事的基本态度，可以直接将TivaWare C整个文件夹COPY到项目文件夹中，选定一个例程（如examples/boards/ek-tm4c123gxl/freertos_demo），将该例程文件夹整体复制一个备份（方便以后再次使用），在iar.json文件中修改“project”的值（如examples/boards/ek-tm4c123gxl/freertos_demo/freertos_demo.ewp），对于生成的目标bin文件，在dep文件中有<outputs>标签定义了路径，在ewp文件的“OOCOutputFile”项里定义名称，函数入口(一般是main函数)在ewd文件中的“RunToName”项里定义，生成的bin文件可通过TI官方工具UniFlash进行烧写。

该方式好处在于，例程中对于库文件的#include路径已经全部定义好，到手即用。但是麻烦之处在于两点：

1、为了确保#include路径无误，例程文件所在位置一般不应改变，但是为了方便管理，可以在工作区设置文件（code-workspace文件）中增加"folders"项内容，以方便项目管理，例如：

"folders": [

        {

"path": "."

        },

        {

"path": "TivaWareC/examples/boards/ek-tm4c123gxl/freertos_demo",

"name": "freertos_demo"

        },

    ]

2、必须本机IAR能成功编译，IAR本身不能成功编译的在上述方式中同样不能成功编译，例如：Nuvoton系列的单片机，要在IAR下成功编译需要安装一个Nuvoton官方提供的驱动Nu-Link_IAR_Driver，恰巧有时候这Nuvoton的安装文件不正常工作（卡在安装界面不动），导致IAR在编译Nuvoton的单片机项目时缺库，此时由于IAR本身不能成功编译，因此在VSCode下同样无法成功编译（花费一整天时间研究出来的血一般的教训）。

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