基于CMSIS库的Nucleo-F103RB裸机编程：库及Makefile获取方案

一、获取适配的CMSIS组件 #

Nucleo-F103RB搭载STM32F103RB芯片，你需要STM32F1系列的CMSIS库，具体获取方式：

• 下载ST官方的STM32CubeF1包，解压后提取以下CMSIS相关目录：
  • CMSIS/Core/Include：通用CMSIS核心头文件（如core_cm3.h）
  • CMSIS/Device/ST/STM32F1xx/Include：STM32F1系列专属的设备头文件（stm32f1xx.h）和系统配置文件
  • CMSIS/Device/ST/STM32F1xx/Source/Templates：包含对应芯片的启动汇编文件（startup_stm32f103xb.s，适配STM32F103xB系列，RB属于此系列）以及系统初始化C文件system_stm32f1xx.c

二、Makefile示例 #

以下是适配STM32F103RB的Makefile框架，需提前安装arm-none-eabi-gcc交叉编译工具链：

# 工具链定义
TOOLCHAIN_PREFIX = arm-none-eabi-
CC = $(TOOLCHAIN_PREFIX)gcc
AS = $(TOOLCHAIN_PREFIX)as
LD = $(TOOLCHAIN_PREFIX)gcc
OBJCOPY = $(TOOLCHAIN_PREFIX)objcopy
SIZE = $(TOOLCHAIN_PREFIX)size

# 编译参数
CPU = -mcpu=cortex-m3
CFLAGS = $(CPU) -mthumb -Wall -O0 -g \
         -I./CMSIS/Core/Include \
         -I./CMSIS/Device/ST/STM32F1xx/Include
ASFLAGS = $(CPU) -mthumb -g
# 链接脚本需自行创建（见下文）
LDFLAGS = -T stm32f103rb.ld $(CPU) -mthumb -Wl,-Map=led_blink.map

# 源文件列表
SRCS = main.c \
       ./CMSIS/Device/ST/STM32F1xx/Source/Templates/system_stm32f1xx.c
ASM_SRCS = ./CMSIS/Device/ST/STM32F1xx/Source/Templates/gcc/startup_stm32f103xb.s
OBJS = $(SRCS:.c=.o) $(ASM_SRCS:.s=.o)

# 目标规则
all: led_blink.elf led_blink.bin

led_blink.elf: $(OBJS)
	$(LD) $(LDFLAGS) -o $@ $(OBJS)
	$(SIZE) $@

led_blink.bin: led_blink.elf
	$(OBJCOPY) -O binary $< $@

# 编译规则
%.o: %.c
	$(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $<

%.o: %.s
	$(AS) $(ASFLAGS) -c -o $@ $<

clean:
	rm -f $(OBJS) led_blink.elf led_blink.bin led_blink.map

三、链接脚本（stm32f103rb.ld） #

根据STM32F103RB的Flash（128KB）和RAM（20KB）配置：

MEMORY
{
  FLASH (rx)  : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 128K
  RAM (rwx)   : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 20K
}

SECTIONS
{
  .text :
  {
    KEEP(*(.isr_vector))
    *(.text*)
    *(.rodata*)
  } > FLASH

  .data : AT(__DATA_ROM)
  {
    __DATA_RAM = .;
    *(.data*)
    __DATA_END = .;
  } > RAM

  .bss :
  {
    __BSS_START = .;
    *(.bss*)
    *(COMMON)
    __BSS_END = .;
  } > RAM

  __DATA_ROM = LOADADDR(.data);
  __DATA_SIZE = __DATA_END - __DATA_RAM;
  __BSS_SIZE = __BSS_END - __BSS_START;
}

四、LED闪烁主程序（main.c） #

Nucleo-F103RB的LD2 LED对应PA5引脚，直接通过CMSIS操作寄存器实现闪烁：

#include "stm32f1xx.h"

// 简单延时函数（基于72MHz系统时钟）
static void delay_ms(uint32_t ms)
{
    while (ms--)
    {
        for (uint32_t i = 0; i < 7200; i++);
    }
}

int main(void)
{
    // 使能GPIOA时钟
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN;

    // 配置PA5为50MHz推挽输出
    GPIOA->CRL &= ~(GPIO_CRL_MODE5 | GPIO_CRL_CNF5);
    GPIOA->CRL |= GPIO_CRL_MODE5_0 | GPIO_CRL_MODE5_1;

    while (1)
    {
        GPIOA->BSRR = GPIO_BSRR_BS5; // 点亮LED
        delay_ms(500);
        GPIOA->BSRR = GPIO_BSRR_BR5; // 熄灭LED
        delay_ms(500);
    }
}

五、关键注意事项 #

• 确保system_stm32f1xx.c中的系统时钟配置正确，默认可能为HSI（8MHz），可修改为HSE外接晶振的72MHz配置以匹配延时函数。
• VSCode中需配置C/C++插件的编译器路径，指向arm-none-eabi-gcc的安装目录。
• 烧录程序可使用ST-Link工具配合st-flash命令完成。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者lucas mure