Keil MDK for ARM 完整入门教程
第一部分：准备工作与环境搭建
什么是 Keil MDK？
Keil MDK（Microcontroller Development Kit）是 ARM 公司推出的一个集成开发环境，专门用于基于 ARM Cortex-M, Cortex-R 以及经典 ARM7/9 内核的微控制器开发，它由德国公司 Keil 开发，后被 ARM 收购，是目前嵌入式开发领域最主流、最强大的工具之一。
（图片来源网络，侵删）
MDK 主要包含以下几个核心组件：
- µVision IDE (集成开发环境)：代码编辑器、项目管理器、构建工具（编译器、汇编器、链接器）的图形界面。
- ARM C/C++ Compiler (ARMCC/ARMCLANG)：业界领先的 C/C++ 编译器，能将你的高级代码高效地转换为 ARM 汇编语言,并最终生成机器码。
- Keil RTX 实时操作系统：一个轻量级的实时内核,用于任务管理。
- ULINK 调试器：用于硬件调试的仿真器，支持实时调试、性能分析、内存查看等功能。
- Pack Installer (软件包安装器)：用于从 ARM 官方网站下载和安装各种微控制器设备的 Device Family Pack (DFP),即设备支持包。
安装 Keil MDK
前提条件：
- 一台运行 Windows 操作系统的电脑。
- 管理员权限（安装时需要）。
安装步骤：
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下载安装包：
（图片来源网络，侵删）- 访问 Keil 官方网站：https://www.keil.com/download/product/
- 找到 MDK v5 版本并下载,通常提供最新版和稳定版供选择。
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运行安装程序：
- 双击下载的
.exe文件（SetupMDK5xxx.exe）。 - 在安装向导中，一路点击 "Next"。
- 双击下载的
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接受许可协议：
仔细阅读许可协议，选择 "I agree to the terms of the license agreement"，然后点击 "Next"。
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选择安装组件：
（图片来源网络，侵删）- 强烈建议选择默认的全安装，这包含了所有必要的组件，如编译器、调试器、RTX 等，点击 "Next"。
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选择安装路径：
保持默认路径即可，或者选择一个你喜欢的路径，点击 "Next"。
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开始安装：
点击 "Install" 开始安装过程,这可能需要几分钟时间。
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完成安装：
- 安装完成后，会提示你安装 Device Family Packs (DFPs)，这是 至关重要的一步！
- 点击 "OK"，Pack Installer 会自动启动。
- 在 Pack Installer 中，搜索并安装你所用芯片厂商的 DFP，如果你用的是 STM32F103，就搜索并安装 "STMicroelectronics" 的 DFP。
- 安装完成后，关闭 Pack Installer。
-
首次启动：
- 首次启动 Keil µVision 时，会提示你注册，你可以选择使用 评估版，评估版有 32KB 的代码限制,对于学习和大多数示例项目来说完全足够。
第二部分：创建第一个工程 (Blinky LED)
我们将以一个经典的 "Blinky LED"（闪烁的 LED）项目为例，走完一个完整的开发流程，这里我们假设你使用的是一块 STM32F103C8T6 开发板。
创建新工程
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打开 Keil µVision。
-
点击菜单栏的
Project->New µVision Project...。 -
选择一个文件夹来保存你的工程（
Blinky_LED），然后为工程命名（Blinky），并点击Save。 -
Keil 会提示你选择一个 设备,这是最关键的一步。
- 在弹出的窗口中，展开左侧的设备厂商列表，找到
STMicroelectronics。 - 在其下找到
STM32F1 Series，然后选择STM32F103。 - 在右侧的列表中，选择你的具体芯片型号，
STM32F103C8。 - 点击
OK。
- 在弹出的窗口中，展开左侧的设备厂商列表，找到
-
Keil 会询问你是否从
Device Family Pack中添加 启动文件，对于大多数项目，选择Yes。- 在弹出的窗口中，选择
CMSIS->Startup->startup_stm32f10x_md.s(如果你的芯片是中等容量 Flash，如 64KB，则选md；小容量选vl，大容量选ld)。 - 点击
Add，Close。
- 在弹出的窗口中，选择
配置工程
- 在左侧的 Project 窗口中，右键点击
Target 1，选择Options for Target 'Target 1'...。 - 在
Target选项卡中：- Xtal (MHz)：设置你开发板的系统时钟频率，对于 STM32F103，外部晶振通常是 8MHz，保持
0 MHz。 - Use MicroLIB：勾选此项，MicroLIB 是一个针对嵌入式应用的轻量级 C 库，比标准的 C 库更小、更快。
- Xtal (MHz)：设置你开发板的系统时钟频率，对于 STM32F103，外部晶振通常是 8MHz，保持
- 在
C/C++选项卡中：- Define：这里可以定义宏,我们暂时留空。
- Include Paths：这是告诉编译器去哪里找头文件，点击文件夹图标，添加 STM32 标准库的头文件路径，通常是
...\Keil_v5\ARM\Pack\Keil\STM32F1xx_DFP\2.4.0\Device\Include(路径中的版本号可能不同)。
- 在
Debug选项卡中：- Use：选择
ULINK Pro或ULINK2/ME，如果没有硬件调试器，可以选择Use Simulator（使用软件仿真）进行初步测试。
- Use：选择
- 点击
OK保存设置。
编写代码
- 在 Project 窗口中，右键点击
Source Group 1，选择Add New Item to Group 'Source Group 1'...。 - 选择
C File (.c)，命名为main.c，并点击Add。 - 将以下代码复制并粘贴到
main.c中：
#include "stm32f10x.h" // 包含 STM32F10x 的头文件
// 延时函数 (简单粗略的延时)
void simple_delay(volatile uint32_t count) {
while(count--);
}
int main(void) {
// 1. 使能 GPIOA 的时钟
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN;
// 2. 配置 PA5 引脚为推挽输出
// GPIOA->CRL 寄存器控制 PA0-PA7
// 位 31-28: CNF5, 位 27-24: MODE5
// 推挽输出: MODE = 01b (输出模式, 最大速度 10MHz)
GPIOA->CRL &= ~(0xF << 20); // 清除原来的设置
GPIOA->CRL |= (0x1 << 20); // 设置为推挽输出模式
while (1) {
// 3. 点亮 LED (PA5 输出低电平)
GPIOA->ODR &= ~(1 << 5);
// 延时
simple_delay(500000);
// 4. 熄灭 LED (PA5 输出高电平)
GPIOA->ODR |= (1 << 5);
// 延时
simple_delay(500000);
}
}
代码解释：
#include "stm32f10x.h"：包含了芯片所有寄存器定义的文件。RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN;：这是 STM32 的精髓——时钟使能，在使用任何外设（如 GPIO）之前,必须先为其提供时钟。GPIOA->CRL ...：配置 GPIOA 端口寄存器。CRL控制低 8 位引脚（PA0-PA7），我们修改CNF5和MODE5来设置 PA5 的模式。GPIOA->ODR ...：输出数据寄存器，向ODR的第 5 位写入 0 或 1，就可以控制 PA5 引脚的电平。
编译工程
- 点击工具栏上的 Build 按钮（一个看起来像药丸的图标，快捷键
F7）。 - 如果一切配置正确，底部的 Build Output 窗口会显示：
Build target 'Target 1' compiling main.c... linking... Program Size: Code=680 RO-data=252 RW-data=0 ZI-data=4 ".\Objects\Blinky.axf" - 0 Error(s), 0 Warning(s).看到
0 Error(s), 0 Warning(s)表示编译成功！生成的.axf文件是用于调试的，.hex文件是用于烧录到芯片的。
下载与调试
- 连接硬件：将你的开发板通过 ST-Link 或 J-Link 等调试器连接到电脑。
- 配置下载：在
Options for Target->Debug选项卡中，确保你的调试器已连接并被识别，点击Settings,可以查看连接状态。 - 下载程序：点击工具栏上的 Download 按钮（一个向下的箭头，快捷键
F8），程序会被下载到开发板的 Flash 中。 - 开始调试：
- 点击工具栏上的 Start/Stop Debug Session 按钮（一个虫子图标，快捷键
Ctrl+F5）。 - 程序会开始运行，并停在
main函数的入口处（黄色箭头指示）。 - 你可以使用快捷键
F10（单步跳过）或F11（单步进入）来逐行执行代码。 - 观察 PA5 引脚上的 LED,它应该会开始闪烁！
- 在调试过程中，你可以查看变量、寄存器、内存等,非常方便。
- 点击工具栏上的 Start/Stop Debug Session 按钮（一个虫子图标，快捷键
第三部分：进阶技巧与资源
使用标准外设库 或 HAL 库
直接操作寄存器虽然能让你深刻理解硬件，但效率低且容易出错，在实际开发中,我们通常使用厂商提供的库函数。
- 标准外设库：早期广泛使用，函数直接对应寄存器操作,结构清晰。
- HAL 库 (Hardware Abstraction Layer)：STM32 官方主推的库，统一了不同系列芯片的 API，可移植性更强,但代码结构相对复杂一些。
使用库时，你需要下载相应的库文件，并将其添加到你的工程中,然后在代码中包含对应的头文件。
代码片段与代码补全
Keil 提供了强大的代码补全功能，当你输入 GPIOA-> 时，它会列出所有可用的寄存器,极大提高了编码效率。
查阅数据手册和参考手册
- 数据手册：芯片的“身份证”，引脚定义、电气特性、封装信息等。
- 参考手册：芯片的“使用说明书”，详细描述了每个外设的功能、寄存器地址和每一位的作用，当你不确定某个寄存器如何配置时,查阅参考手册是唯一正确的方法。
学习资源推荐
- 官方资源：
- Keil 官方文档和教程：https://www.keil.com/support/docs/
- ARM 官方社区：https://community.arm.com/
- ST 官方网站：https://www.st.com/ (获取数据手册、库文件)
- 中文社区：
- 正点原子、野火 等国内知名厂商提供了非常详尽的开发板教程和视频,是初学者的绝佳学习材料。
- CSDN、博客园 等平台有大量开发者分享的经验和笔记。
这份教程涵盖了 Keil MDK 开发的基本流程：
- 安装 Keil MDK 和芯片支持包。
- 创建 新工程并选择正确的设备。
- 配置 工程选项（时钟、包含路径等）。
- 编写 代码（可以是寄存器操作或库函数）。
- 编译 代码,检查错误和警告。
- 下载 程序到硬件，并进行 调试。
掌握这些步骤后，你就可以开始探索更复杂的嵌入式项目了,祝你学习愉快！
