news 2026/2/27 12:07:02

Keil中STM32工程创建全过程：手把手新手教程

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张小明

前端开发工程师

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Keil中STM32工程创建全过程：手把手新手教程

从零开始搭建STM32工程：Keil实战入门全记录

你是不是也经历过这样的时刻？手握一块STM32最小系统板，电脑上装好了Keil，却卡在“第一个工程怎么建”的起点，面对空白的项目窗口不知所措？

别担心，这几乎是每个嵌入式新手都会遇到的“第一道坎”。今天我们就抛开那些晦涩术语和碎片化教程，用最真实、最接地气的方式，带你从零开始，在Keil中完整搭建一个可编译、可下载、能点亮LED的STM32工程。

整个过程不依赖CubeMX，不调用HAL库，只用最原始但最本质的方法——让你真正看懂每一步背后发生了什么。

为什么是Keil？它真的还值得学吗？

在STM32CubeIDE、VS Code + PlatformIO等现代工具层出不穷的今天，为什么还要学Keil？

坦率说，Keil不是最先进的，但它是最“通透”的。

  • 它不会自动生成成堆你看不懂的代码；
  • 它强迫你去关注启动文件、时钟配置、内存映射这些底层细节；
  • 它的调试器对Cortex-M系列支持极佳，尤其是排查HardFault异常时，寄存器视图清晰直观；
  • 更重要的是，国内大量企业项目、教学资料、竞赛模板仍然基于Keil构建。

换句话说：你可以不用Keil做一辈子开发，但如果你没亲手搭过一个Keil工程，那你对STM32的理解永远差了“最后一公里”。

准备工作：软件与硬件清单

软件部分

  1. Keil MDK-ARM v5.x 或更高版本
    下载地址： https://www.keil.com/download/product/
    安装时建议勾选“Arm Compiler”和“Device Family Pack Installer”。

  2. STM32F1系列DFP包（Device Family Pack）
    安装完Keil后打开Pack Installer，搜索STM32F1xx_DFP并安装。这是芯片支持包，包含头文件、启动文件模板等资源。

⚠️ 小贴士：不要跳过这步！没有DFP包，Keil无法识别STM32F103这类芯片。

硬件部分（以经典蓝丸板为例）

  • STM32F103C8T6 最小系统板（俗称“蓝丸”）
  • ST-Link V2 下载器
  • 杜邦线若干（SWD接法只需4根：VCC、GND、SWCLK、SWDIO）

确认你的板子有8MHz外部晶振（否则HSE启动会失败），BOOT0接地。

第一步：新建工程 —— 别急着写代码！

打开Keil uVision，点击菜单栏：

Project → New µVision Project

选择保存路径，输入工程名（比如Blink_LED），然后回车。

接下来弹出“Select Device for Target”窗口，这是关键一步。

如何正确选择芯片型号？

在搜索框中输入STM32F103C8，找到：

STMicroelectronics → STM32F103C8Tx

双击确认。Keil会自动加载这个芯片的默认参数：
- Flash大小：64KB
- RAM大小：20KB
- 默认中断向量表结构
- 寄存器定义头文件（stm32f10x.h）

✅必须确保型号完全匹配！如果你用了C8但选成CB，Flash布局错位，程序可能跑飞。

第二步：添加启动文件 —— MCU启动的“第一把钥匙”

Keil虽然帮你选了芯片，但不会自动把启动文件加进工程里，这需要手动操作。

右键左侧项目面板中的Source Group 1→ Add Existing Files…

前往Keil的安装目录下寻找对应的启动文件。典型路径如下：

C:\Keil_v5\ARM\PACK\Keil\STM32F1xx_DFP\*\schemes\

或者更直接地，在Pack安装后的临时目录查找：

startup_stm32f103xb.s

📌 注意命名规则：
-xb对应 64KB Flash 芯片（如C8T6、R8T6）
-xd是128KB，xe是512KB

将这个.s文件加入工程。

💡启动文件是干什么的？

简单说，它是CPU上电后执行的第一段代码，负责：
- 设置初始栈指针（MSP）
- 复制.data段到SRAM
- 清零.bss段
- 调用SystemInit()初始化时钟
- 最终跳转到main()

没有它，你的main函数根本不会被执行。

第三步：加入系统级代码 —— 让时钟跑起来

现在工程里只有启动文件，还缺两个关键文件：

  1. system_stm32f10x.c—— 系统时钟初始化函数
  2. stm32f10x.h—— 寄存器映射头文件

这两个文件通常随DFP包一起提供。你可以在以下路径找到它们：

C:\Keil_v5\ARM\PACK\Keil\STM32F1xx_DFP\*\Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32F1xx\Source\Templates\system_stm32f10x.c

复制system_stm32f10x.c到你的工程文件夹，并通过Keil添加进Source Group 1。

同时，在main.c中要包含头文件：

#include "stm32f10x.h" #include "system_stm32f10x.h"

🔁 提醒：有些旧版Keil模板中，该文件名为system_stm32f10x.c，注意核对。

第四步：编写主程序 —— 点亮那颗LED

创建main.c，放入以下代码：

#include "stm32f10x.h" #include "system_stm32f10x.h" int main(void) { SystemInit(); // 初始化系统时钟（72MHz via HSE+PLL） // 开启GPIOA时钟 RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN; // 配置PA5为推挽输出，最大速度2MHz GPIOA->CRL &= ~GPIO_CRL_MODE5; // 清除模式位 GPIOA->CRL |= GPIO_CRL_MODE5_1; // MODE5[1:0] = 10 → 2MHz输出 GPIOA->CRL &= ~GPIO_CRL_CNF5; // CNF5[1:0] = 00 → 通用推挽模式 while (1) { GPIOA->BSRR = GPIO_BSRR_BS5; // PA5高电平（点亮LED） for (volatile int i = 0; i < 500000; i++); // 延时 GPIOA->BSRR = GPIO_BSRR_BR5; // PA5低电平（熄灭LED） for (volatile int i = 0; i < 500000; i++); } }

📌 关键点解析：

操作说明
RCC->APB2ENR |= ...使能GPIOA时钟供电，否则无法操作其寄存器
GPIOA->CRL控制PA0~PA7的工作模式（低8位）
BSRR支持原子置位/复位，避免读-改-写竞争
volatile防止编译器优化掉空循环

这个例子使用直接寄存器操作，不依赖任何中间库。虽然看起来“原始”，但能让你清楚看到每一笔硬件操作的本质。

第五步：配置工程选项 —— 容易被忽视的关键步骤

右键项目名称 → Options for Target ‘Target 1’

【Target】标签页

  • XTAL(MHz): 8.0
    设置外部晶振频率，影响后续PLL倍频计算。
  • Use MicroLIB ☑
    勾选后使用轻量级C库，减小程序体积，适合资源紧张场景。

【Output】标签页

  • Create HEX File ☑
    生成.hex文件，方便使用Flash Loader或第三方工具烧录。

【Debug】标签页

  • 选择ST-Link Debugger
  • 点击 Settings 进入SWD设置：
  • Port: SWD
  • Max Clock: 1.8MHz（初次连接可用低速）
  • 勾选 “Reset and Run” 实现下载后自动运行

【C/C++】标签页

  • Define:添加宏定义
    STM32F103xB, USE_STDPERIPH_DRIVER

    即使你不打算用标准外设库，很多系统文件仍依赖这些宏来判断芯片类型。

  • Include Paths:添加以下路径（根据实际存放位置调整）
    .\Inc .\CMSIS .\Device

第六步：编译 & 下载 —— 见证奇迹的时刻

点击顶部工具栏的Build按钮（锤子图标）。

如果一切正常，你会看到：

"Build target 'Target 1'" linking... Program Size: Code=1234 RO-data=256 RW-data=12 ZI-data=1024 ".\Output\Blink_LED.axf" - 0 Error(s), 0 Warning(s).

✅ 编译成功！

接着点击Load按钮（向下箭头图标），Keil会通过ST-Link将程序烧录进STM32的Flash中。

如果你之前勾选了“Reset and Run”，MCU会立即开始运行——板载LED应该开始闪烁了！

常见问题排查指南

❌ 编译报错：“undefined symbol” 或 “cannot open source file”

  • 检查Include Paths是否包含了头文件所在目录；
  • 确保stm32f10x.h等文件已正确复制到工程中；
  • 宏定义STM32F103xB是否拼写正确。

❌ 程序下载成功但不运行？

  • 检查BOOT0是否接地（正常运行模式）；
  • 查看是否有外部晶振，若无，请修改system_stm32f10x.c中的时钟源为HSI；
  • 使用调试模式单步进入main()，观察是否卡在SystemInit()内。

❌ LED不亮？

  • 确认LED连接的是PA5？蓝丸板通常是PA5；
  • 测量PA5电压，判断是否被正确驱动；
  • 检查延时循环次数是否足够（50万次约延时几百毫秒，视主频而定）。

❌ HardFault怎么办？

  • 打开调试模式，查看Call Stack和Register窗口；
  • 多数情况是访问了非法地址（如NULL指针、数组越界）；
  • 启动文件中堆栈溢出也可能引发HardFault。

工程结构建议：让项目更规范、易维护

不要把所有文件扔在一个文件夹里！推荐采用如下目录结构：

Blink_LED/ ├── Inc/ // 头文件 │ └── stm32f10x.h ├── Src/ │ ├── main.c │ └── system_stm32f10x.c ├── Startup/ │ └── startup_stm32f103xb.s ├── Output/ // 输出文件（HEX、MAP、LST） ├── List/ // 编译生成的列表文件 └── Blink_LED.uvprojx // 工程文件

这样不仅整洁，也便于后期引入模块化设计（如单独封装delay、usart驱动）。

写在最后：下一步该学什么？

你现在拥有的，不再是一个“别人给的模板工程”，而是亲手搭建、完全理解每一个环节的完整STM32工程骨架。

接下来可以尝试：

  1. 改延时函数：用SysTick定时器实现精确延时；
  2. 加串口打印：配置USART1输出调试信息；
  3. 移植FreeRTOS：在现有框架上跑任务调度；
  4. 使用标准外设库或HAL库：对比不同开发风格的优劣。

每一次扩展，都是建立在这个“最小可行工程”之上的自然演进。

结语

技术的世界从来不缺少工具，缺的是真正理解工具的人。

Keil或许界面老旧，操作繁琐，但它像一本老式机械表——拆开外壳，你能看见齿轮如何咬合，发条如何储能。正是这种“可见性”，让它成为学习嵌入式底层机制的最佳起点。

当你某天能够不靠CubeMX，仅凭记忆和文档，几分钟内重建一个可运行的工程时，你就已经跨过了新手门槛。

而现在，你离那一刻，只差一次动手实践的距离。

如果你在搭建过程中遇到了其他问题，欢迎留言交流。也可以分享你是如何第一次点亮那颗LED的？我们一起讨论，共同进步。

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