MDK中用C++开发STM32

作者：良知犹存

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前言

   最近想开发一段单片机的代码，代码本身有很多的重复元素，这重复定义的一些结构体使用起来有些繁琐，所以就想用C++开发，C++的继承 模板类可以很容易的解决这些问题。因为在单片机运行，习惯用MDK或者IAR这些软件。但是这些软件都是默认C开发的，用C++开发需要重新配置，有些麻烦。但是我还是试了试，做了一个小demo供大家参考。

代码文件我传到我的github中去了，大家有兴趣可以参考一下

https://github.com/conscience-still/MDK-Cplusplus--LED

一、STM32CubeMX生成底层代码

   因为是做一个demo，不需要很复杂，就用cubemx生成了一个简单的串口和IO控制的MDK代码，用了精简的LL库，具体实现就不讲了，详细操作可以看我博客CubeMX配置的一些文章。我的博客名是：良知犹存

二、进行IDE的C++配置（去掉C环境的配置）

1.首先打开MDK软件，去掉use microlib 勾选，这个一个C的依赖库，但比标准的库小，它可以减少C代码的大小。CubeMX生成的文件默认选择此项。因为这个精简库不支持C++，所以我们需要去掉此项功能。

2.Options for Target 再点C/C++  在下边的Misc Controls 中输入—cpp

3.去掉C99 mode选项

三、代码中C++的编写注意

  1. IDE中的编译器的这个工程时候，当文件后缀是C的时候IDE会使用C编译器进行编译，如果文件后缀是CPP则IDE使用C++编译器进行编译，工程包含的头文件是使用C++编译器进行编译的，不过头文件声明的还是C文件的符号，所以IDE会无法正确编译链接。此时我们应该将头文件所有声明C符号的部分用预编译宏加extern "C" { }的形式包含起来，告诉编译器该段要使用C编译器进行编译。只包含需要进行C编译的部分即可

#ifndef __MAIN_H
#define __MAIN_H
​
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
​
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f0xx_ll_crs.h"
#include "stm32f0xx_ll_rcc.h"
#include "stm32f0xx_ll_bus.h"
#include "stm32f0xx_ll_system.h"
#include "stm32f0xx_ll_exti.h"
#include "stm32f0xx_ll_cortex.h"
#include "stm32f0xx_ll_utils.h"
#include "stm32f0xx_ll_pwr.h"
#include "stm32f0xx_ll_dma.h"
#include "stm32f0xx_ll_usart.h"
#include "stm32f0xx_ll_gpio.h"
​
#ifdef __cplusplus
}
#endif

2.设置需要C++编译的文件，这时候有两种方法实现。

  1>.在代码文件的界面，选择文件右击选择Option for Files "你点击的文件"，然后设置file type为需要的C++

2>.直接将文件改为.cpp文件，重新添加，此时候IDE自动进行C++编译

第二种方法简单快捷，但是第一种方法虽然麻烦，但是有个好处，我们不需要修改文件名称，这样STM32CubeMX下一次生成代码就不会在生成相应名称的C代码了。

3.将中断服务函数添加 extern "C" 的标识，因为C++中无法直接识别中断函数，所以用C的方法进行设备编译。而在Cpp文件中引入C的部分代码，需要进行extern "C" { }进行修饰，否则不能通过编译链接。

四、C++实现时候遇到的情况

1.写了个类没有注意到写成了虚函数，其他处也没有继承定义这个虚函数，导致编译错误，为什么把这个问题写出来呢，就是因为MDK中C++的报错没怎么遇到过，我查了挺长时间，才发现这个问题的。

c++test\c++test.axf: Error: L6218E:Undefined symbol vtable for STM32_TEST::TestGPIO (referred from main.o).

把类中的虚函数改为定义好的函数即可。

2.因为我把串口初始化都放在类中实现，我想进行类的构造的时候进行串口数据的打印，但是网上查询得知，MDK不支持std的流打印输出，所以我就用sub和super补丁函数，进行系统main函数执行前进行串口的初始化。

这是一种特殊模式：用于有一个已经存在且不能被改变的函数 的情况。使用这两个模式可以帮原函数打补丁。如存在一个函数foo();

$Sub$ $foo ：定义的新功能函数，在foo()函数之前/后使用$Sub$$foo 可以添加一些新的程序代码。

$Super$ $foo ：就是原始的未修补的foo函数，使用这个$Super$ $foo函数将直接跳转到foo()函数。

具体教程可以看ARM官网的资料学习哈，http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.dui0377g/pge1362065967698.html。

因为super与sub函数属于c所以我们在cpp文件下需要添加extern“C”进行编译才行，否则就要出现如下问题了，这些我都遇到过，给大家把雷趟了一遍。

3.最后的一个bug，STDIO的初始化。

本来一个简单的C++程序就写完了，主要就是运行环境，但是程序收录进去之后无法工作，并且在硬件调试下明显看到系统到了__main之后不知道跑哪里去了，F5全速执行几次程序才有机会正常运行，这就很奇怪了，后来在网上找资料，终于找到问题所在了，在以为博主的文章看到，他最后找到问题原来是：

事实上本人也找了近两天的时间才找到解决办法，一开始认为是heap和stack没有初始化好，尝试了好久均未成功，后来在网上得到启发，这个问题是出在STDIO初始化上。

如果要使用C/C++标准库就要对其STDIO进行Retarget的，很简单，但却是非常关键的一步，就是这么一回事啦。

我按照他的操作然后程序就可以正常运行了，下载ARM官方的retarget文件，并加入到工程当中。下载链接：

http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.faqs/attached/3844/retarget.c

然后将里面的串口读写按照我现有的硬件需求进行重写就可以了。如下代码所示：

char UART_read(void);
void UART_write(char ch);
char UART_read(void)
{
  return 0;
}
void UART_write(char ch)
{
  while(!(USART2->ISR & USART_ISR_TXE)){};
   USART2->TDR = ch;
}

五、最后测试的一些体验与感想

   刚开始想用C++在MDK中开发是因为，有些个需求的功能C++特别符合，但是在调试这个demo过程中，发现使用的单片机容量太小，一个<iostream>头文件的包含就让一个只有串口加几组IO控制的最小程序代码膨胀到了32K，而去掉该头文件，代码缩小到了5K。

   代码过大是c++的依赖项过多，而C++ 中模板类 、虚拟继承 、STL库等精华由于依赖的问题都不建议在单片机中用，代码膨胀的时候单片机吃不住。所以C++虽好，可不一定适合小容量的单片机，大家需要按照自己的功能进行有效的使用C++，精简使用的依赖，这个可以通过每次编译的生成的.map文件进行增该删，其次对于C++中内存以及代码扩增一些基础知识需要熟悉，负责很容易代码膨胀，导致我们的程序无法在单片机使用。

这就是我分享的在MDK用C++开发的demo，里面代码是实践过的，如果大家有什么更好的思路，欢迎分享交流哈。