《STM32MP157嵌入式Linux驱动开发指南》第四章 开发环境搭建

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2)  章节摘自【正点原子】《STM32MP157嵌入式Linux驱动开发指南》
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第四章 开发环境搭建

要进行Linux驱动开发肯定要先搭建好开发环境，我们在开始学习STM32单片机的时候肯定需要安装一堆的软件，比如MDK、IAR、串口调试助手等等，这个就是STM32的开发环境搭建。同样的，要想在Ubuntu下进行Cortex-A(STM32MP157)开发也需要安装一些软件，也就是网上说的开发环境搭建，环境搭建好以后我们就可以进行开发了。环境搭建分为Ubuntu和Windows，因为我们最熟悉Windows，所以代码编写、查找资料啥的肯定是在Windows下进行的。但是Linux开发又必须在Ubuntu下进行，所以还需要搭建Ubuntu下的开发环境，主要是交叉编译器的安装，本章我们就分为Ubuntu和Windows，讲解这两种操作系统下的环境搭建。



4.1 Ubuntu和Windows文件互传
        在开发的过程中会频繁的在Windows和Ubuntu下进行文件传输，比如在Windwos下进行代码编写，然后将编写好的代码拿到Ubuntu下进行编译。Windows和Ubuntu下的文件互传我们需要使用FTP服务，设置方法如下：
        1、开启Ubuntu下的FTP服务
打开Ubuntu的终端窗口，然后执行如下命令来安装FTP服务：

1. sudo apt-get install vsftpd

复制代码

        等待软件自动安装，安装完成以后使用如下VI命令打开/etc/vsftpd.conf，命令如下：

1. sudo vi /etc/vsftpd.conf

复制代码

        打开以后vsftpd.conf文件以后找到如下两行：

1. local_enable=YES
   
2. write_enable=YES

复制代码

        确保上面两行前面没有“#”，有的话就取消掉，完成以后如图4.1.1所示：

图4.1.1 vsftpd.conf修改

        修改完vsftpd.conf以后保存退出，使用如下命令重启FTP服务：

1. sudo /etc/init.d/vsftpd restart

复制代码

        2、Windows下FTP客户端安装
        Windows下FTP客户端我们使用FileZilla，这是个免费的FTP客户端软件，可以在FileZilla官网下载，下载地址如下：https://www.filezilla.cn/download，下载界面如图4.1.2所示：

图4.1.2 FileZilla软件下载

        如果是32位电脑就选择32位版本，64位电脑就选择64位版本，我们已经下载好了64位版本的FileZilla并放到开发板光盘中了，路径为:3、软件-> FileZilla_3.51.0_win64-setup.exe，双击安装即可。安装完成以后找到安装目录，找到图标，然后发送图标快捷方式到桌面，完成以后如图4.1.3所示：

图4.1.3 FileZilla图标

        打开FileZilla软件，界面如图4.1.4所示：

图4.1.4 FileZilla软件界面

3、FileZilla软件设置
Ubuntu作为FTP服务器，FileZilla作为FTP客户端，客户端肯定要连接到服务器上，打开站点管理器，点击：文件->站点管理器，打开以后如图4.1.5所示：

图4.1.5 站点管理器

        点击图4.1.5中的“新站点(N)”按钮来创建站点，新建站点以后就会在“我的站点”下出现新建的这个站点，站点的名称可以自行修改，比如我将新的站点命名为“Ubuntu”如图4.1.6所示：

图4.1.6 新建站点

        选中新创建的“Ubuntu”站点，然后对站点的“常规”进行设置，设置如图4.1.7所示：

图4.1.7 站点设置

        按照图4.1.7中设置好以后，点击“连接”按钮，第一次连接可能会弹出提示是否保存密码的对话框，点击确定即可。连接成功以后如图4.1.8所示：

图4.1.8 连接成功

        连接成功以后如图4.1.8所示，其中左边就是Windows文件目录，右边是Ubuntu文件目录，默认进入用户根目录下（比如我电脑的“/home/zuozhongkai”）。但是注意观察在图4.1.8中Ubuntu文件目录下的中文目录都是乱码的，这是因为编码方式没有选对，先断开连接，点击：服务器(S)->断开连接，然后打开站点管理器，选中要设置的站点“Ubuntu”，选择“字符集”，设置如图4.1.9所示：

图4.1.9 设置字符集

        按照图4.1.9设置好字符集以后重新连接到FTP服务器上，重新链接到FTP服务器以后Ubuntu下的文件目录中文显示就正常了，如图4.1.10所示：

图4.1.10 Ubuntu下文件目录中文显示正常

        如果要将Windows下的文件或文件夹拷贝到Ubuntu中，只需要在图4.1.10中左侧的Windows区域选中要拷贝的文件或者文件夹，然后直接拖到右侧的Ubuntu中指定的目录即可。将Ubuntu中的文件或者文件夹拷贝到Windows中也是直接拖放。
4.2 Ubuntu下NFS和SSH服务开启
4.2.1 NFS服务开启
        后面进行Linux驱动开发的时候需要NFS启动，因此要先安装并开启Ubuntu中的NFS服务，使用如下命令安装NFS服务：
sudo apt-get install nfs-kernel-server rpcbind
        等待安装完成，安装完成以后在用户根目录下创建一个名为“linux”的文件夹，以后所有的东西都放到这个“linux”文件夹里面，在“linux”文件夹里面新建一个名为“nfs”的文件夹，如图4.2.1所示：

图4.2.1 创建linux工作目录

        图4.2.1中创建的nfs文件夹供nfs服务器使用，以后我们可以在开发板上通过网络文件系统来访问nfs文件夹，要先配置nfs，使用如下命令打开nfs配置文件/etc/exports：

1. sudo vi /etc/exports

复制代码

        打开/etc/exports以后在后面添加如下所示内容：
/home/zuozhongkai/linux/nfs *(rw,sync,no_root_squash)
        添加完成以后的/etc/exports如图4.2.2所示：

图4.2.2 修改文件/etc/exports

        重启NFS服务，使用命令如下：

1. sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart

复制代码

4.2.2 SSH服务开启
        开启Ubuntu的SSH服务以后我们就可以在Windwos下使用终端软件登陆到Ubuntu，比如使用SecureCRT，Ubuntu下使用如下命令开启SSH服务：

1. sudo apt-get install openssh-server

复制代码

        上述命令安装ssh服务，ssh的配置文件为/etc/ssh/sshd_config，使用默认配置即可。
4.3 Ubuntu交叉编译工具链安装
4.3.1 交叉编译器安装
        ARM裸机、Uboot移植、Linux移植这些都需要在Ubuntu下进行编译，编译就需要编译器，我们在第三章“Linux C编程入门”里面已经讲解了如何在Liux进行C语言开发，里面使用GCC编译器进行代码编译，但是Ubuntu自带的gcc编译器是针对X86架构的！而我们现在要编译的是ARM架构的代码，所以我们需要一个在X86架构的PC上运行，可以编译ARM架构代码的GCC编译器，这个编译器就叫做交叉编译器，总结一下交叉编译器就是：
1、它肯定是一个GCC编译器。
2、这个GCC编译器是运行在X86架构的PC上的。
3、这个GCC编译器是编译ARM架构代码的，也就是编译出来的可执行文件是在ARM芯片上运行的。
交叉编译器中“交叉”的意思就是在一个架构上编译另外一个架构的代码，相当于两种架构“交叉”起来了。
交叉编译器有很多种，ST也有推荐的通用交叉编译器，如图4.3.1所示：

图4.3.1 ST推荐的通用交叉编译器

        从图4.3.1可以看出，ST推荐了两款通用交叉编译器，一个是ARM官方出品的：gcc-arm-9.2-2019.12-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf，一个是linaro出品的：gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi.tar.xz，本教程我们使用ARM官方出品的交叉编译器。
首先是下载ARM官方出品的交叉编译器，图4.3.1中也给出了交叉编译器的下载链接：编译器下载地址如下：https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-a/downloads，打开以后如图4.3.2所示：

图4.3.1.2 ARM官方交叉比编译器下载界面

图4.3.1.2中的gcc-arm-9.2-2019.12-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf.tar.xz是在64位Ubuntu下使用的交叉编译器。交叉编译器我们已经下载好放到了开发板光盘中，路径：开发板光盘5、开发工具1、交叉编译器gcc-arm-9.2-2019.12-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf.tar.xz。
注意！直接从ARM官方下载的交叉编译器在编译TF-A的时候会报错没有stm32wrapper4dbg这命令，后面会讲解如何解决这个问题。
我们要先将交叉编译工具拷贝到Ubuntu中，在4.2.1小节中我们在当前用户根目录下创建了一个名为“linux”的文件夹，在这个linux文件夹里面再创建一个名为“tool”的文件夹，用来存放一些开发工具。使用前面已经安装好的FileZilla将交叉编译器拷贝到Ubuntu中刚刚新建的“tool”文件夹中，操作如图4.3.1.3所示：

图4.3.1.3 拷贝交叉编译器

        拷贝完成的话FileZilla会有提示，如图4.3.1.4：

图4.3.1.4 交叉编译器拷贝完成

        在Ubuntu中创建目录：/usr/local/arm，命令如下：

1. sudo mkdir /usr/local/arm

复制代码

        创建完成以后将刚刚拷贝的交叉编译器复制到/usr/local/arm这个目录中，在终端使用命令“cd”进入到存放有交叉编译器的目录，比我前面将交叉编译器拷贝到了目录“/home/zuozhongkai/linux/tool”中，然后使用如下命令将交叉编译器复制到/usr/local/arm中：

1. sudo cp gcc-arm-9.2-2019.12-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf.tar.xz /usr/local/arm/ -f

复制代码

        拷贝完成以后在/usr/local/arm目录中对交叉编译工具进行解压，解压命令如下：

1. sudo tar -vxf gcc-arm-9.2-2019.12-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf.tar.xz

复制代码

        等待解压完成，解压完成以后会生成一个名为“gcc-arm-9.2-2019.12-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf”的文件夹，这个文件夹里面就是我们的交叉编译工具链。
        修改环境变量，使用打开/etc/profile文件，命令如下：

1. sudo vi /etc/profile

复制代码

        打开/etc/profile以后，在最后面输入如下所示内容：

1. export PATH=$PATH:/usr/local/arm/gcc-arm-9.2-2019.12-x86_64-arm-none-linux-gnueabihf/bin

复制代码

        添加完成以后的/etc/profile如图4.3.1.5所示：

图4.3.1.5 添加环境变量

        修改好以后就保存退出，重启Ubuntu系统，交叉编译工具链(编译器)就安装成功了。
4.3.2 安装相关库
        在使用交叉编译器之前还需要安装一下其它的库，命令如下：

1. sudo apt-get update                                                        //先更新，否则安装库可能会出错
   
2. sudo apt-get install lsb-core lib32stdc++6                //安装库

复制代码

        等待这些库安装完成。
4.3.3 交叉编译器验证
        首先查看一下交叉编译工具的版本号，输入如下命令：

1. arm-none-linux-gnueabihf-gcc -v

复制代码

        如果交叉编译器安装正确的话就会显示版本号，如图4.3.3.1所示：

图4.3.3.1 交叉编译器版本查询

        从图4.3.3.1中可以看出当前交叉编译器的版本号为9.2.1，说明交叉编译工具链安装成功。第三章“Linux C编程入门”中使用Ubuntu自带的GCC编译器，我们用的是命令“gcc”。要使用刚刚安装的交叉编译器的时候使用的命令是“arm-none-linux-gnueabihf-gcc”，“arm-none-linux-gnueabihf-gcc”的含义如下：
        1、arm表示这是编译arm架构代码的编译器。
        2、none表示厂商，一般半导体厂商会修改通用的交叉编译器，此处就是半导体厂商的名字，ARM自己做的交叉编译这里为none，表示没有厂商。
        3、linux表示运行在linux环境下。
        4、gnueabihf表示嵌入式二进制接口，后面的hf是hard float的缩写，也就是硬件浮点，说明此交叉编译工具链支持硬件浮点。
        5、gcc表示是gcc工具。
4.4 Visual Studio Code软件的安装和使用
4.4.1 Visual Studio Code的安装
        Visual Stuio Code是一个编辑器，可以用来编写代码，Visual Studio Sode本教程以后就简称为VSCode，VSCode是微软出的一款免费编辑器。VSCode有Windows、Linux和macOS三个版本的，是一个跨平台的编辑器。VSCode下载地址是：https://code.visualstudio.com/，下载界面如图4.5.1.1所示：

图4.5.1.1 VSCode下载界面

        在图4.5.1.1中下载自己想要的版本，本教程需要Windows和Linux这两个版本，所以下载这两个即可，我们已经下载好并放入了开发板光盘中，路径为：3、软件->Visual Studio Code。
1、Windows版本安装
Windows版本的安装和容易，和其他Windows一样，双击.exe安装包，然后一路“下一步”即可，安装完成以后在桌面上就会有VSCode的图标，如图4.5.1.2所示：

图4.5.1.2 VSCode图标

        双击图4.5.1.2打开VSCode，默认界面如图4.5.1.3所示：

图4.5.1.3 VSCode默认界面

        2、Linux版本安装
        我们有时候也需要在Ubuntu下阅读代码，所以还需要在Ubuntu下安装VSCode。Linux下的VSCode安装包我们也放到了开发板光盘中， 将开发板光盘中的.deb软件包拷贝到Ubuntu系统中，然后使用如下命令安装：
sudo dpkg -i code_1.50.1-1602600906_amd64.deb
        等待安装完成，如图4.5.1.4所示：

图4.5.1.4 VSCode安装过程

        安装完成以后搜索“Visual Studio Code”就可以找到，如图4.5.1.5所示：

图4.5.1.5 Visual Studio Code

        每次打开VSCode都要搜索，太麻烦了，我们可以将图标添加到Ubuntu桌面上，安装的所有软件图标都在目录/usr/share/applications中，如图4.5.1.6所示：

图4.5.1.6 软件图标

        在图4.5.1.6中找到Visual Studio Code的图标，然后点击鼠标右键，选择复制到->桌面，如图4.5.1.7所示：

图4.5.1.7 复制图标到桌面

        按照图4.5.1.7所示方法将VSCode图标复制到桌面，第一次双击的时候会提示“未信任的应用程序启动器”，如图4.5.1.8所示：

图4.5.1.8 “未信任的应用程序启动”对话框

点击图4.5.1.8中的“Trust and Launch”，选择信任即可。以后就可以直接双击图标打开VSCode，Ubuntu下的VSCode打开以后如图4.5.1.9所示：

图4.5.1.9 Linux下的VSCode

        可以看出Linux下的VSCode和Windows下的基本是一样的，所以使用方法也是一样的。
4.5.2 Visual Studio Code插件的安装
        VSCode支持多种语言，比如C/C++、Python、C#等等，本教程我们主要用来编写C/C++程序的，所以需要安装C/C++的扩展包，扩展包安装很简单，如图4.5.2.1所示：

图4.5.2.1 VSCode插件安装

        我们需要按照的插件有下面几个：
        1)、C/C++，这个肯定是必须的。
        2)、C/C++ Snippets，即C/C++重用代码块。
        3)、C/C++ Advanced Lint,即C/C++静态检测        。
        4)、Code Runner，即代码运行。
        5)、Include AutoComplete，即自动头文件包含。
        6)、Rainbow Brackets，彩虹花括号，有助于阅读代码。
        7)、One Dark Pro，VSCode的主题。
        8)、GBKtoUTF8，将GBK转换为UTF8。
        9)、ARM，即支持ARM汇编语法高亮显示。
        10)、Chinese(Simplified)，即中文环境。
        11)、vscode-icons，VSCode图标插件，主要是资源管理器下各个文件夹的图标。
        12)、compareit，比较插件，可以用于比较两个文件的差异。
        13)、DeviceTree，设备树语法插件。
        14)、TabNine，一款AI自动补全插件，强烈推荐，谁用谁知道！
        安装完成以后重新打开VSCode，如果要查看已经安装好的插件，可以按照图4.5.2.2所示方法查看：

图4.5.2.2 显示已安装的插件

由于我们已经安装了中文插件，因此重新打开VSCode以后就会是中文界面了，如图4.5.2.3所示：

图4.5.2.3 VSCode中文环境

4.5.3 Visual Studio Code新建工程
        新建一个文件夹用于存放工程，比如我新建了文件夹目录为E:\VScode_Program\1_test，路径尽量不要有中文和空格打开VSCode。然后在VSCode上点击文件->打开文件夹…，选刚刚创建的“1_test”文件夹，打开以后如图4.5.3.1所示：

图4.5.3.1 打开的文件夹

        从图4.5.3.1可以看出此时的文件夹“1_TEST”是空的，点击文件->将工作区另存为…，打开工作区命名对话框，输入要保存的工作区路径和工作区名字，如图4.5.3.2所示：

图4.5.3.2 工作区保存设置

        工作区保存成功以后，点击图4.5.3.1中的“新建文件”按钮创建main.c和main.h这两个文件，创建成功以后VSCode如图4.5.3.3所示：

图4.5.3.2 新建文件以后的VSCode

        从图4.5.3.2可以看出，此时“实验1 TEST”中有.vscode文件夹、main.c和main.h，这三个文件和文件夹同样会出现在“实验1 test”文件夹中，如图4.5.3.3所示：

图4.5.3.3 实验文件夹

        在main.h中输入如下所示内容：
示例代码4.5.3.1 main.h文件代码

1. 1 #include <stdio.h>
   
2. 2
   
3. 3 int add(int a, int b);
   
4.         在main.c中输入如下所示内容：
   
5. 示例代码4.5.3.2 main.c文件代码
   
6. 1  #include <main.h>
   
7. 2  
   
8. 3  int add(int a, int b)
   
9. 4  {
   
10. 5      return (a + b);
    
11. 6  }
    
12. 7  
    
13. 8  int main(void)
    
14. 9  {
    
15. 10     int value = 0;
    
16. 11
    
17. 12     value = add(5, 6);
    
18. 13     printf("5 + 6 = %d", value);
    
19. 14     return 0;   
    
20. 15 }

复制代码

        代码编辑完成以后VSCode界面如图4.5.3.4所示：

图4.5.3.4 代码编辑完成以后的界面

        从图4.5.3.4可以看出，VSCode的编辑的代码高亮很漂亮，阅读起来很舒服。但是此时提示找不到“stdio.h”这个头文件，如图4.5.3.5所示错误提示：

图4.5.3.5 头文件找不到。

        图4.5.3.5中提示找不到“main.h”，同样的在main.h文件中会提示找不到“stdio.h”。这是因为我们没有添加头文件路径。按下“Ctrl+Shift+P”打开搜索框，然后输入“Edit configurations”，选择“C/C++:Edit configurations…”，如图4.5.3.6所示：

图4.5.3.6 打开C/C++编辑配置文件

        C/C++的配置文件是个json文件，名为：c_cpp_properties.json，此文件默认内容如图4.5.3.7所示：

图4.5.3.7 文件c_cpp_properties.json内容

        c_cpp_properties.json中的变量“includePath”用于指定工程中的头文件路径，但是“stdio.h”是C语言库文件，而VSCode只是个编辑器，没有编译器，所以肯定是没有stdio.h的，除非我们自行安装一个编译器，比如CygWin，然后在includePath中添加编译器的头文件。这里我们就不添加了，因为我们不会使用VSCode来编译程序，这里主要知道如何指定头文件路径就可以了，后面有实际需要的时候再来讲。
        我们在VScode上打开一个新文件的话会覆盖掉以前的文件，这是因为VSCode默认开启了预览模式，预览模式下单击左侧的文件就会覆盖掉当前的打开的文件。如果不想覆盖的话采用双击打开即可，或者设置VSCode关闭预览模式，设置如图4.5.3.8所示：

图4.5.3.8 取消预览

        我们在编写代码的时候有时候会在右下角有如图4.5.3.9所示的警告提示：

图4.5.3.9 错误提示

        这是因为插件C/C++ Lint打开了几个功能，我们将其关闭就可以了，顺便也可以学习一下VSCode插件配置方法，如图4.5.3.10所示：

图4.5.3.10 C/C++ Lint配置界面

        在C/C++ Lint配置界面上找到CLang:Enable、Cppcheck:Enable、Flexlint:Enable这个三个，然后取消掉勾选即可，如图4.5.3.11所示：

图4.5.3.11 C/C++ Lint配置

        按照图4.5.3.11所示取消这三个有关C/C++ Lint的配置以后就不会有图4.5.3.9所示的错误提示了。但是关闭Cppcheck:Enable以后VSCode就不能实时检查错误了，大家根据实际情况选择即可。
4.5 CH340串口驱动安装
        我们一般在Windwos下通过串口来调试程序，或者使用串口作为终端，STM32MP157开发板使用CH340这个芯片实现了USB转串口功能，CH340是一枚江苏沁恒生产的国产芯片，稳定性还是很不错的，这里我们要多多支持国产嘛。
先通过USB线将开发板的串口和电脑连接起来起来，连接方式如图4.5.1：

图4.5.1 开发板串口连接方式

CH340是需要安装驱动的，驱动我们已经放到了开发板光盘中，路径：开发板光盘->3、软件->CH340驱动(USB串口驱动)_XP_WIN7共用->SETUP.EXE，，双击SETUP.EXE，打开如图4.5.2所示安装界面：

图4.5.2 CH340驱动安装

        点击图4.5.2中的“安装”按钮开始安装驱动，等待驱动安装完成，驱动安装完成以后会有如图4.5.3所示提示：

图4.5.3 驱动安装成功

        点击图4.5.3中的“确定”按钮退出安装，重新插拔一下串口线。打开设备管理器，打开方式是在Windows上的“此电脑”图标上点击鼠标右键，选择“管理”，如图4.5.4

图4.5.4 打开管理窗口

        打开以后的计算机管理器如图4.5.5所示：

图4.5.5计算机管理器

        在图4.5.5中，点击左侧“计算机管理(本地)”中的“设备管理器”，在右侧选中“端口(COM和LPT)”，如图4.5.6所示：

图4.5.6 设备管理器

        如果在图4.5.6中找到了有“USB-SERIAL CH340”字样的端口设备就说明CH340驱动成功了，一定要用USB线将开发板的串口和电脑连接起来！！！！
4.6 MobaXterm软件安装和使用
4.6.1 MobaXterm软件安装
        MobaXterm是一款终端软件，功能强大而且免费(也有收费版)！我试用了一下，用起来非常舒服！在这里推荐大家使用此软件作为终端调试软件，MobaXterm软件在其官网下载即可，地址为https://mobaxterm.mobatek.net/，如图4.6.1.1所示：

图4.6.1.1 MobaXterm官网

        点击图4.6.1.1中的“Download”按钮即可打开下载界面，如图4.6.1.2所示：

图4.6.1.2 下载界面

        从图4.6.1.2可以看出，一共有两个版本，左侧为免费的Home Edition版本，右侧为付费的Professional Edition版本。毫无疑问，我们肯定选择免费的Home Edition版，点击下方的“Download now”，打开下载界面，如图4.6.1.3所示：

图4.6.1.3 下载界面

        可以看出，当前的版本号为v12.3，点击右侧按钮下载安装包。安装包已经放到了开发板光盘中，路径为：开发板光盘->3、软件->MobaXterm_Installer_v12.3.zip。打开此压缩包，然后双击MobaXterm_installer_12.3.msi进行安装，安装方法很简单，一步一步进行即可。安装完成以后就会在桌面出现MobaXterm图标，如图4.6.1.4所示，如果桌面没有的话就自行添加。

图4.6.1.4 MobaXterm软件图标

4.6.2 MobaXterm软件使用
        双击MobXterm图标，打开此软件，软件界面如图4.6.2.1所示：

图4.6.2.1 MobaXterm软件主界面

        点击菜单栏中的“Sessions->New session”按钮，打开新建会话窗口，如图4.6.2.2所示：

图4.6.2.2 新建会话

        打开以后的新建会话窗口如图4.6.2.3所示：

图4.6.2.3 新建会话窗口

        从图4.6.2.3可以看出， MobaXterm软件支持很多种协议，比如SSH、Telnet、Rsh、Xdmcp、RDP、VNC、FTP、SFTP、Serial等等，我们现在就讲解一下如何建立Serial连接，也就是串口连接，因为我们使用MobaXterm的主要目的就是作为串口终端使用。点击图4.6.2.3中的“Serial”按钮，打开串口设置界面，如图4.6.2.4所示：

图4.6.2.4 设置串口

        打开串口设置窗口以后先选择要设置的串口号，因此要先用串口线将开发板连接到电脑上上，然后设置波特率为115200(根据自己实际需要设置)，完成以后如图4.6.2.5所示：

图4.6.2.5 设置串口及其波特率

        MobaXterm软件可以自动识别串口，因此我们直接下拉选择即可，波特率也是同样的设置方式，下拉选择即可。完了以后还要设置串口的其他功能，下方一共有三个设置选项卡，如图4.6.2.6所示：

图4.6.2.6 串口其他设置选项

        点击Advanced Serial settings选项卡，设置串口的其他功能，比如串口引擎、数据位、停止位、奇偶校验和硬件流控等，按照图4.6.2.7所示设置即可：

图4.6.2.7 串口设置

        如果要设置终端相关的功能的话点击“Terminal settings”即可，比如终端字体以及字体大小等。设置完成以后点击下方的“OK”按钮即可。串口设置完成以后就会打开对应的终端窗口，如图4.6.2.8所示：

图4.6.2.8 成功建立的串口终端

        如果开发板里面烧写了系统的话就会在终端中打印出系统启动的log信息，如图4.6.2.9所示：

图4.6.2.9 MobaXterm作为串口终端

        可以看出，MobaXterm作为串口终端还是非常漂亮的，结合了SecureCRT的功能强大与Putty的免费。推荐大家使用MobaXterm作为串口终端使用，当然了，MobaXterm也可以作为其他终端软件，这里大家就自行摸索吧。
4.7 Windows下ST官方软件安装
4.7.1 ST官方软件简介
        在开发STM32MP157的时候我们还需要用到一些ST官方提供的软件，一共有三种：STM32CubeMX、STM32CubeIDE、STM32CubeProgrammer，这三个软件的功能如表4.7.1.1所示：
软件        功能
STM32CubeMX        STM32图形化配置软件
STM32CubeIDE        ST官方集成IDE，用于M4内核
STM32CubeProgrammer        STM32烧写软件
表4.7.1.1 ST官方软件
1、STM32CubeMX
        STM32CubeMX是近年来开发STM32比较流行的一个配置代码工具，目前已经更新了很多个版本，新的版本功能也越来越强大。
        STM32CubeMX是图形化配置工具，可以直观的选择MCU/MPU型号，可以动态地配置引脚、配置时钟树、配置中间件、配置内存，可以生成初始化代码、MPU设备树源码，可以进行DDR测试等。STM32CubeMX的好处是具有直观的图形配置界面，而且它把很多东西封装的比较好，例如硬件抽象层、中间层、外围器件和示例代码以及Arm Cortex-A内核部分Linux设备树等等，它可以独立使用或作为 Eclipse 插件使用，例如在STM32CubeIDE上就集成了STM32CubeMX。
STM32CubeMX开源且跨平台，支持在Windows、Linux和macOS 操作系统上运行（64位），STM32CubeMX与STM32之间的关系如图4.7.1.1所示：

图4.7.1.1 STM32CubeMX与STM32

        STM32CubeMX可以直接在ST官网下载到，STM32CubeMX已经放到了开发板光盘中，路径为：开发板光盘5、开发工具2、ST官方开发工具en.stm32cubemx_v6-0-1.zip。
2、STM32CubeIDE
        STM32CubeIDE是ST于2019年新推出的一款多功能的集成开发工具，它集成了TrueSTUDIO和STM32CubeMX插件，并基于GDB进行调试，它允许集成数百个现有插件，这些插件完成Eclipse的功能。
TrueSTUDIO插件是一款建立在Eclipse CDT、GCC和GDB的C/C++集成开发工具，其具有项目创建和管理、代码编辑、代码编译以及代码调试等功能。STM32CubeMX插件具有图形化配置功能，可以直观地选择MCU/MPU型号、动态配置引脚和设置时钟树、动态设置外围设备和中间器件的模式，可以自动处理引脚冲突和生成初始化代码。TrueSTUDIO和STM32CubeMX的强强联手，使STM32CubeIDE得以和MDK进行媲美。STM32CubeIDE完全开源，并且跨平台，目前支持Windows、Linux和macOS多个操作系统（64位版本）。
STM32CubeIDE可以直接在ST官网下载到，STM32CubeIDE已经放到了开发板光盘中，路径为：开发板光盘5、开发工具2、ST官方开发工具en.st-stm32cubeide_1.4.0_7511_20200720_0928_x86_64_exe.zip。
3、STM32CubeProgrammer
        STM32CubeProgrammer看名字就知道和编程有关，它属于多合一软件工具，它将ST Visual Programmer、DFUse Device Firmware Update、Flash Loader和 ST-Link等软件功能整合到了一起，为用户提供STM32 微控制器代码烧写和固件安全安装、更新功能，帮助用户更快地开发特定外部存储器的加载程序。
        STM32CubeProgrammer支持对外部存储器进行编程、擦除和验证，用户烧写STM32微控制器既可使用片上SWD (单线调试)或JTAG调试端口，也可以用程序引导装入端口(例如 UART和USB)。它支持 Motorola S19、Intel HEX、ELF 和 二进制格式（BIN文件），支持ST-LINK固件更新，支持图形化界面操作也支持命令行操作，在命令行界面，可通过脚本实现自动化编程。目前STM32CubeProgrammer支持Windows、Linux和macOS多个操作系统（64位版本）。
STM32CubeProgrammer可以直接在ST官网下载到，这里也已经放到了开发板光盘中，路径为：开发板光盘5、开发工具2、ST官方开发工具en.stm32cubeprog_v2-5-0.zip。
4.7.2 Java环境安装
在安装STM32CbeMX和STM32CubeIDE前我们要先安装Java的环境，Java 运行环境版本必须是 V1.7 及以上，否则会导致这两个无法使用。大家可以到 Java 官网https://www.java.com/zh-CN/download/manual.jsp查找下载最新的64位 Java 软件。
一定要用64位的JAVA运行环境，否则使用STM32CubeProgrammer烧写系统的时候会失败！
我们已经在开发板光盘里面放了64位的JAVA，路径为：开发板光盘3、软件Java安装包jre-8u271-windows-x64.exe。
        对于 Java 运行环境安装，我们这里就不做过多讲解，大家直接双击安装包，根据提示安装即可，安装完成之后提示界面如图4.7.2.1：

图4.7.2.1 java运行环境安装成功

        安装完 Java 运行环境之后，为了检测是否正常安装，我们可以打开 Windows 的cmd命令输入框，输入如下命令：
java -version //命令查询Java版本
如果安装成功的话就会打印出Java的版本号，如图4.7.2.2所示：

图4.7.2.2 Java版本号

        从图4.7.2.2中可以看出，当前JAVA环境版本号为1.8.0_271，而且是64位的。
4.7.3 STM32CubeMX安装
        STM32CubeMX需要JAVA运行环境，确保已经按照4.7.2小节安装好了JAVA运行环境。
STM32CubeMX安装方法很简单，解压开发板光盘中的CubeMX压缩包，然后双击解压得到的“SetupSTM32CubeMX-6.0.1.exe”进行安装。安装方法很简单，一路“Next”，然后根据提示接受许可学习、设置安装路径即可。安装完成以后就会在桌面生成CubeMX的图标，如图4.7.3.1所示：

图7.4.3.1 CubeMX图标

        双击图7.4.3.1中的CubeMX图标，打开以后如图7.4.3.2所示：

图7.4.3.2 CubeMX主界面

        我们可以根据具体的STM32型号，或者ST官方的开发板来构建自己的CubeMX工程，正点原子的《STM32MP1 M4裸机CubelDE开发手册》对CubeMX的使用进行了详细的讲解。
4.7.4 STM32CubeIDE安装
STM32CubeIDE需要JAVA运行环境，确保已经按照4.7.2小节安装好了JAVA运行环境。
我们选择安装1.4.0版本的STM32CbeIDE，相比于以前的版本其修复了一些bug并新增了部分功能，其集成的STM32CubeMX是V6.0.0版本。
将下载好的STM32CubeIDE安装包解压到非中文路径下，如果路径中有中文，安装的时候可能会有如图4.7.4.1所示错误。

图4.7.4.1 安装错误提示

双击解压出来的st-stm32cubeide_1.4.0_7511_20200720_0928_x86_64.exe可执行文件进行安装，程序进入安装向导界面如图4.7.4.2所示：

图4.7.4.2 安装界面

        点击图4.7.4.2中的“Next”按钮，弹出如图4.7.4.3所示的许可协议界面：

图4.7.4.3 安装许可协议

        点击图4.7.4.3中的“I Agree”，然后弹出安装的路径选择界面，默认是安装在C盘，可根据个人情况选择安装路径，此处本文选择安装在D盘，如图4.7.4.4所示：

图4.7.4.4 安装路径选择

注意，安装路径不能有中文，否则会导致STM32CubeIDE软件无法安装，即使成功安装以后，也会导致无法正常创建和保存工程，无法正常进行编译。安装路径选择以后点击图4.7.2.5中的“Next”按钮，继续下一步。接下来是选择组件对话框选择与STM32CubelDE一起安装的GDB服务器组件，默认选择J-Link 和 ST-Link的组件，我们选择默认即可，如图4.7.4.5所示：

图4.7.4.5 组件选择

        点击图4.7.2.6中的“Install”，安装正式进行，待安装程序进度完成。如果弹出需要安装的驱动，选择安装即可。最后点击NextFinish完成安装，如图4.7.4.6所示：

图4.7.4.6 安装完成

        安装完成后桌面有一个快捷启动图标，双击此快捷图标可以启动STM32CubeIDE，如图4.7.4.7所示：

图4.7.4.7 STM32CubeIDE图标

        STM32CubeIDE是进行STM32MP157的M4开发的，不能开发Linux部分，因此本教程实际用不到。关于STM32CubeIDE的详细用法请参考正点原子的《STM32MP1 M4裸机CubelDE开发手册》。
4.7.5 STM32CubeProgrammer安装
        STM32CubeProgrammer需要JAVA运行环境，确保已经按照4.7.2小节安装好了JAVA运行环境。
        解压开发板光盘中的STM32CubeProgrammer安装压缩包，然后双击解压出来的“SetupSTM32CubeProgrammer-2.5.0.exe”，安装过程很简单，根据提示进行安装即可，安装完成以后的STM32CubeProgrammer图标如图4.7.5.1所示：

图4.7.5.1 STM32CubeProgrammer图标

        双击图4.7.5.1打开STM32CubeProgrammer，如图4.7.5.2所示：

图4.7.5.2 STM32cubeProgrammer主界面        

        ST为STM32CubeProgrammer专门编写了一个使用手册，这个手册已经放到了开发板光盘中，路径：开发板光盘5、开发工具2、ST官方开发工具STM32CubeProgrammer软件工具介绍（中文版本）.pdf。
        
4.8 Ubuntu下ST官方软件安装
        上一小节讲解了如何在Windows下如何安装STM32CubeMX、STM32CubeIDE以及STM32CubeProgrammer这三个ST官方软件，本节我们就来讲解一下如何在Ubuntu下安装这三个软件。
4.8.1 Java环境安装
在Ubuntu下安装这三个软件也是需要JAVA运行环境的，Ubuntu可能会默认安装了OpenJDK环境，但是STM32CubeProgrammer是用Oracle的JDK编写的，所以需要先卸载掉默认的OpeJDK，首先输入“java -version”查看一下当前Ubuntu系统下有没有OpenJDK，有的话会输出如图4.8.1.1所示信息：

图4.8.1.1 JAVA运行环境版本号

从图4.8.1.1可以看出，当前的JAVA是openjdk 11.0.9，如果没有输出JAVA版本信息的话就说明当前Ubuntu还没有安装JAVA环境。卸载OpenJDK的方法很简单，输入如下命令：
sudo apt-get remove openjdk*
卸载完成以后重新输入“java -version”，如果不能输出java版本信息就说明卸载成功了。        接下来我们安装Oracle的JAVA运行环境，相应的软件包已经放到了开发板光盘中，路径：开发板光盘 3、软件Java 安装包jre-8u271-linux-x64.tar.gz，将此压缩包拷贝到Ubuntu下，然后解压到Ubuntu的/usr/lib/jvm目录下，输入如下命令：

1. sudo mkdir /usr/local/java                                                                //创建目录
   
2. sudo tar vzxf jre-8u271-linux-x64.tar.gz -C /usr/local/java                //解压

复制代码

        修改/etc/profile，在文件最后面追加如下内容：

1. export CLASSPATH=.:/usr/local/java/jre1.8.0_271/lib
   
2. export PATH=$PATH:/usr/local/java/jre1.8.0_271/bin

复制代码

        完成以后的/etc/profile如图4.8.1.2所示：

图4.8.1.2 追加JAVA相关内容

重启电脑，输入“java -version”查看java安装是否成功，安装成功的话就会打印出java环境的版本号，如图4.8.1.3所示：

图4.8.1.3 java版本号

        从图4.8.1.3可以看出，当前Ubuntu下JAVA运行环境版本号为1.8.0_271，JAVA运行环境安装成功。
4.8.2 STM32CubeMX安装
        在Ubuntu下新建一个名为“STM32CubeMX”的文件夹，然后将开发板光盘中的STM32CubeMX安装包en.stm32cubemx_v6-0-1.zip发送到此文件夹下，然后进行解压，命令如下：
unzip en.stm32cubemx_v6-0-1.zip
        解压完成以后得到的内容如图4.8.2.1所示：

图4.8.2.1 解压后的文件

        图4.8.2.1中解压出来的文件一个都不要删除，防止安装的时候出错，在终端里面执行图4.8.2.1中的SetupSTM32CubeMX-6.0.1.linux，输入如下命令：

1. chmod 777 SetupSTM32CubeMX-6.0.1.linux                //给予可执行权限
   
2. chmod 777 SetupSTM32CubeMX-6.0.1.exe                        //给予可执行权限

复制代码

        输入上述命令以后打开安装界面，如图4.8.2.1所示：

图4.8.2.1 STM32CubeMX安装界面

        根据提示一步步安装下去，安装默认路径安装，注意，STM32CubeMX安装完成以后可能在/usr/share/applications目录下找不到STM32CubeMX的图标。所以我们需要直接搜索，点击Ubuntu主界面左上角的“活动”按钮，打开搜索条，输入“STM32CubeMX”查找相应的文件，结果如图4.8.2.2所示：

图4.8.2.2 STM32CubeMX搜索结果

        图4.8.2.2中第一个搜索结果就是STM32CubeMX的安装文件夹，打开以后里面的内容如图4.8.2.3所示：

图4.8.2.3 STM32CubeMX安装文件

        图4.8.2.3中的“STM32CubeMX”就是软件图标，双击即可打开STM32CubeMX。
4.8.3 STM32CubeIDE安装
        注意STM32CubeIDE有专门的Linux版本，它并不是和Windows版放到一起的，我们已经放到了开发板光盘中，路径为：开发板光盘5、开发工具2、ST官方开发工具en.st-stm32cubeide_1.4.0_7511_20200720_0928_amd64_sh.zip
在Ubuntu下新建一个名为“STM32CubeIDE”的文件夹，然后将开发板光盘中的STM32CubeMX安装包en.st-stm32cubeide_1.4.0_7511_20200720_0928_amd64_sh.zip发送到此文件夹下，然后进行解压，命令如下：
unzip en.st-stm32cubeide_1.4.0_7511_20200720_0928_amd64_sh.zip
        解压完成以后得到的内容如图4.8.3.1所示：

图4.8.3.1 解压后的文件

        在终端里面执行图4.8.3.1中的st-stm32cubeide_1.4.0_7511_20200720_0928_amd64.sh，输入如下命令：

1. chmod 777 st-stm32cubeide_1.4.0_7511_20200720_0928_amd64.sh        //给予可执行权限
   
2.         ./st-stm32cubeide_1.4.0_7511_20200720_0928_amd64.sh

复制代码

        输入上述命令以后会先解压压缩包，然后打开安装许可，阅读完安装许可，然后输入‘y’表示接受许可，如图4.8.3.2所示：

图4.8.3.2 安装许可

        在图4.8.3.2中输入‘y’，表示接受许可，默认为‘n’，也就是不接受许可。接下来会出现多个询问，根据实际情况填写即可，最后等待安装完成。安装完成以后到/usr/share/applications目录下将STM32CubeIDE的图标复制到桌面上，这样我们就可以通过点击桌面图标打开STM32CubeIDE软件了。
4.8.4 STM32CubeProgrammer安装
在Ubuntu下新建一个名为“STM32CubeProgrammer”的文件夹，然后将开发板光盘中的STM32CubeMX安装包en.stm32cubeprog_v2-5-0.zip发送到此文件夹下，然后进行解压缩，命令如下：

1. unzip en.stm32cubeprog_v2-5-0.zip

复制代码

        解压完成以后得到的内容如图4.8.4.1所示：

图4.8.4.1 解压后的文件

        图4.8.4.2中解压出来的文件一个都不要删除，防止安装的时候出错，在终端里面执行图4.8.4.2中的SetupSTM32CubeProgrammer-2.5.0.linux即可，输入如下命令：

1. ./SetupSTM32CubeProgrammer-2.5.0.linux

复制代码

        输入上述命令以后打开安装界面，如图4.8.4.3所示：

图4.8.4.3 Ubuntu下安装界面

        和Windwos下一样，根据提示一步步安装下去，不要修改安装路径，采用默认路径即可。以后我们就可以直接在Ubuntu下通过STM32CubeProgrammer来烧写系统了。
最后，在Ubuntu中安装libusb1.0软件包，输入如下命令：

1. sudo apt-get install libusb-1.0.0-dev

复制代码

4.9 USB DFU以及STLink驱动安装
4.9.1 Windows下USB DFU以及STLink驱动安装
        在Windows下USB DFU驱动不需要安装，所以只需要安装STLink驱动，STLink驱动已经放到了开发板光盘中，路径为：开发板光盘3、软件ST LINK驱动及教程ST-LINK官方驱动.zip。解压该压缩包得到如图4.9.1所示内容：

图4.9.1 ST LINK驱动

        如果是64位的电脑，则双击：dpinst_amd64.exe 进行安装。如果是32位的电脑，则双击：dpinst_x86.exe 进行安装。
        安装完成后如图4.9.2所示：

图4.9.2 ST LINK驱动安装成功

        在ST LINK驱动安装完成以后，我们在电脑设备管理器里面可以看到会多出一个设备（此时ST LINK必须通过USB连接到电脑，ST LINK红灯常亮），如图4.9.3所示：

图4.9.3 设备管理器显示ST LINK设备

        注意：
①、不同Windows版本设备名称和所在设备管理器栏目可能不一样，例如WIN7电脑插上ST LINK后显示的是：STMicroelectronics STLINK dongle。
②、如果设备名称旁边显示的是黄色的叹号，请直接点击设备名称，然后在弹出的界面点击更新设备驱动。
4.9.2 Ubuntu下USB DFU以及STLink驱动安装
如果想要在Ubuntu下通过USB烧写系统，那么必须要安装USB DFU驱动。
必须先在Ubuntu下安装STM32CubeProgrammer，因为STM32CubeProgrammer安装过程中会解压出USB DFU以及STLink相关驱动文件，我们需要用到这些驱动文件！
找到Ubuntu里面的STM32CubeProgrammer安装路径，如果安装的时候选择的默认路径，那么就会在用户根目录下生成一个名为“STMicroelectronics”的文件夹，比如在我的电脑上的绝对路径就是“/home/zuozhongkai/STMicroelectronics”，如图4.9.2.1所示：

图4.9.2.1 STM32软件安装目录

        进入路径：/STMicroelectronics/STM32Cube/STM32CubeProgrammer/Drivers/rules，此目录下下的文件内容如图4.9.2.2所示：

图4.9.2.2 USB DFU以及STLink驱动文件

        将图4.9.2.2中的这些.rules文件全部拷贝到Ubuntu的/etc/udev/rules.d目录下，命令如下：

1. cd /home/zuozhongkai/STMicroelectronics/STM32Cube/STM32CubeProgrammer/Drivers/rules
   
2. sudo cp * /etc/udev/rules.d/

复制代码

        拷贝完成以后重启Ubuntu，用USB Type-C线将开发板的USB OTG接口与电脑连接起来，默认情况下，拨码开关设置为000，也就是USB启动，然后按下复位按键，此时电脑就会发出USB枚举的叮咚声。默认情况下，USB会连接到Windwos下，我们需要将USB连接到Ubuntu，所以需要设置一下VMware，WMware右下角会有当前电脑所有连接的USB设备，鼠标放上去以后会显示每个USB设备的名字，我们找到含有“STMicroelectronics DFU”字样的USB设备，如图4.9.2.3所示：

图4.9.2.3 STM32MP157 USB DFU

        图4.9.2.3中第二个USB设备就是STM32MP157的USB DFU模式，此时图标是灰色的，说明并没有连接到Ubuntu下，需要我们进行设置。鼠标放到图4.9.2.3中USB DFU设备上，比如此时我的电脑就是第二个图标，鼠标放上去以后点击鼠标右键，结果如图4.9.2.4所示：

图4.9.2.4 USB设备连接到虚拟机

        点击图4.9.2.4中的“连接”按钮，此时USB DFU就会断开与主机(Windows)的连接，从而连接到虚拟机(Ubuntu)上。连接成功以后对应的USB图标颜色就会深，如图4.9.2.5所示：

图4.9.2.5 USB设备连接到虚拟机

        连接成功以后就可以使用STM32CubeProgrammer软件进行测试，打开Ubuntu下的STM23CubeProgrammer软件，选择“USB”字样，查看一下端口是否有“USB1”字样，如图4.9.2.6所示：

图4.9.2.6 STM32CubeProgrammer软件USB设置

        点击图4.9.2.6右上角的“Connect”按钮即可通过USB接口连接到开发板上，左下角的log区就会输出相应的信息，如图4.9.2.7所示：

图4.9.2.7 log信息

        可以看出此时USB DFU已经成功工作，说明Ubuntu下STM32 USB DFU驱动成功。
最后，测试下STLink，这个测试比较简单，将STLink连接到Ubuntu下，如果STLink工作成功的话就会在/dev目录下生成相应的设备文件，如图4.9.2.8所示：

图4.9.2.8 stlink设备文件

        从图4.9.2.8可以看出，当前STLink为V2.1版本的。