STM32CubeIDE¶

Bienvenue dans ce chapitre dédié à la présentation du logiciel STM32CubeIDE.

Je vais vous expliquer :

• Comment l'utiliser efficacement.
• Les éléments les plus importants de l'interface.
• Les différents menus et sous-menus, ce qu'ils permettent de configurer et à quoi ils servent.

Ces informations sont basées sur mes connaissances, acquises à la fois grâce à Projet&Tech., ainsi qu'aux cours d'électronique avec M. Goatailler. Je partagerai avec vous ce que je maîtrise, dans la limite de mes compétences.

Téléchargement et Installation¶

Prérequis¶

• Système d'exploitation : Windows (7/10/11), Linux (Ubuntu, Debian, etc.), ou macOS.
• Espace disque : Au moins 2 Go d'espace libre.
• Droits administrateur : Nécessaires pour l'installation.

Téléchargement de STM32CubeIDE¶

Accéder à la page officielle¶

Rendez-vous sur le site officiel de STMicroelectronics :
🔗 STM32CubeIDE - STMicroelectronics

Choisir la version¶

• Sélectionnez la version adaptée à votre système d'exploitation (Windows, Linux, macOS).
• Cliquez sur "Get Software" pour télécharger le fichier d'installation.

Installation¶

Sur Windows¶

1. Exécuter le fichier téléchargé : Double-cliquez sur le fichier .exe téléchargé (ex: st-stm32cubeide_<version>.exe).

2. Suivre l'assistant d'installation :

   • Acceptez les termes de la licence.
   • Choisissez le répertoire d'installation (par défaut : C:\ST\STM32CubeIDE).
   • Sélectionnez les composants à installer (laissez les options par défaut si vous débutez).
   • Cliquez sur "Install" pour lancer l'installation.

3. Finaliser l'installation :

   • Une fois l'installation terminée, cliquez sur "Finish".
   • L'IDE peut être lancé depuis le menu Démarrer ou via un raccourci sur le bureau.

Sur Linux (Ubuntu/Debian)¶

1. Extraire l'archive téléchargée :
   Ouvrez un terminal et exécutez :

   tar -xzf st-stm32cubeide_<version>.tar.gz -C /opt/
   

2. Lancer l'installation :

   cd /opt/stm32cubeide_<version>
   ./SetupSTM32CubeIDE-linux_x86_64.<version>.run
   

3. Suivre les instructions :

   • Acceptez la licence.
   • Choisissez le répertoire d'installation.
   • Sélectionnez les composants à installer.
   • Cliquez sur "Install".

4. Créer un raccourci (optionnel) :

   sudo ln -s /opt/stm32cubeide_<version>/stm32cubeide /usr/local/bin/stm32cubeide
   

Première utilisation¶

• Au premier lancement, STM32CubeIDE peut vous demander de configurer un espace de travail (workspace). Choisissez un dossier vide pour vos projets.
• Vous pouvez maintenant créer un nouveau projet ou importer un exemple depuis la bibliothèque STM32Cube.

Nouveau projet¶

Créer un nouveau projet STM32¶

1. Accéder à l'assistant de création de projet :

   • Cliquez sur File > New > STM32 Project dans la barre de menu.

2. Sélectionner la cible :

   • Dans la fenêtre "Target Selection", utilisez la barre de recherche pour taper STM32F411CEU.
   • Sélectionnez la carte ou le microcontrôleur STM32F411CEU6 (ou STM32F411CEUx selon la référence exacte de votre MCU).
   • Cliquez sur "Next".

Configurer le projet¶

1. Nommer le projet :

   • Donnez un nom à votre projet (ex: STM32F411_Blinky).
   • Choisissez un emplacement pour enregistrer le projet (workspace).
   • Cliquez sur "Next".

2. Configurer le MCU :

   • STM32CubeIDE ouvre l'interface "Pinout & Configuration" (ou "Device Configuration Tool").
   • Ici, vous pouvez configurer les broches (GPIO), les périphériques (UART, SPI, I2C, etc.), et les horloges (Clock Configuration).

Configurer les broches et périphériques¶

1. Configurer une LED (exemple : PA5) :

   • Dans l'onglet "Pinout", recherchez la broche PA5.
   • Cliquez sur la broche et sélectionnez "GPIO_Output".
   • Donnez un nom à cette broche (ex: USER_LED).

2. Configurer l'horloge :

   • Allez dans l'onglet "Clock Configuration".
   • Sélectionnez une source d'horloge (ex: HSI ou HSE selon votre matériel).
   • Configurez la fréquence système (ex: 84 MHz pour le STM32F411).
   • Cliquez sur "Apply" pour valider.

Générer le code initial¶

1. Générer le code :
   • Cliquez sur l'onglet "Project Manager".
   • Dans "Project", assurez-vous que le nom du projet est correct.
   • Dans "Code Generator", vérifiez que les options sont cochées (ex: "Generate peripheral initialization as a pair of '.c/.h' files per peripheral").
   • Cliquez sur "GENERATE CODE".

Écrire le code en C¶

1. Ouvrir le fichier main.c :

   • Dans l'explorateur de projet, allez dans Src > main.c.

2. Ajouter votre code :

   • Dans la fonction main(), après l'initialisation (MX_GPIO_Init(), MX_USART1_UART_Init(), etc.), ajoutez votre logique.

   • Exemple pour faire clignoter une LED sur PA5 :

     while (1) {
         HAL_GPIO_TogglePIN(USER_LED_GPIO_Port, USER_LED_Pin);
         HAL_Delay(500); // Délai de 500 ms
     }
     

Compiler et flasher le projet¶

1. Compiler le projet :

   • Cliquez sur l'icône "Build" (marteau) ou appuyez sur Ctrl + B.
   • Vérifiez qu'il n'y a pas d'erreurs dans la console.

2. Flasher le MCU :

   • Branchez votre carte de développement (ex: Nucleo, Discovery) via USB.
   • Cliquez sur l'icône "Run > Debug" (ou appuyez sur F11).
   • Sélectionnez "STM32 Cortex-M C/C++ Application" et cliquez sur "OK".
   • STM32CubeIDE va compiler, flasher et lancer le débogage.

Configuration du MCU (STM32)¶

Pour configurer une carte STM32, le fichier .ioc doit être ouvert avec STM32CubeIDE. Vous accédez alors à une interface graphique affichant :

• Une représentation visuelle du microcontrôleur.
• Une carte des broches (PIN) et de leurs états.

Illustration¶

Fonctionnalités principales¶

Cette interface permet de configurer chaque broche (activation, désactivation, entrée/sortie, etc.).

Onglets principaux¶

En haut de l’interface, vous trouverez 4 onglets :

• Pinout & Configuration (page par défaut)
• Clock Configuration (configuration des horloges)
• Project Manager (gestion du projet)
• Tools (outils supplémentaires)

Sous-menus utiles (à gauche)¶

Pinout & Configuration¶

Parmi les 6 sous-menus disponibles, 4 sont particulièrement pertinents dans notre projet :

• System Core : Configuration du cœur du système (interruptions, modes de veille, etc.).
• Timers : Gestion des temporisateurs et des PWM.
• Analog : Configuration des entrées/sorties analogiques (ADC, DAC, etc.).
• Connectivity : Paramétrage des interfaces de communication (UART, SPI, I2C, etc.).

Clock Configuration¶

Illustration de l'onglet¶

Déboggage¶

Lancer le mode débogage¶

• Branchez votre carte STM32 (ex: Nucleo-F411CE) à votre PC via USB.
• Dans STM32CubeIDE, cliquez sur l'icône "Debug" (ou appuyez sur F11).
• Sélectionnez "STM32 Cortex-M C/C++ Application" dans la liste des configurations de débogage.
• Cliquez sur "OK" pour démarrer la session de débogage.
• STM32CubeIDE va compiler le projet, flasher le MCU et démarrer le débogage.

Utiliser les points d'arrêt (breakpoints)¶

• Dans l'éditeur de code, cliquez sur la marge gauche (à côté du numéro de ligne) pour ajouter un point d'arrêt (un cercle bleu apparaît).
• Exécutez le programme en mode débogage (F8 pour reprendre l'exécution après un breakpoint).
• Le programme s'arrêtera à chaque breakpoint, permettant d'inspecter l'état du MCU.

Visualiser les variables en temps réel¶

• Pendant le débogage, ouvrez l'onglet "Debug" en bas de l'IDE.
• Allez dans la vue "Variables" pour voir les valeurs actuelles des variables locales et globales.
• Pour ajouter une variable spécifique à surveiller :
  • Cliquez droit dans la vue "Expressions".
  • Sélectionnez "Add Watch Expression".
  • Entrez le nom de la variable (ex: ma_variable) et validez.

Utiliser la vue "Live Watch"¶

• STM32CubeIDE permet de surveiller des variables en temps réel pendant l'exécution.
• Dans l'onglet "Debug", ouvrez la vue "Live Watch".
• Ajoutez les variables ou expressions à surveiller (ex: GPIOA->ODR pour voir l'état des broches de sortie).
• Les valeurs seront mises à jour en temps réel pendant l'exécution du programme.

Visualiser les registres du MCU¶

• Dans l'onglet "Debug", ouvrez la vue "Registers".
• Vous pouvez voir les registres du Cortex-M4 (ex: R0, R1, PC, SP) et les registres périphériques (ex: GPIOA, USART1).
• Pour filtrer les registres, utilisez la barre de recherche en haut de la vue.

Utiliser la vue "Memory" pour inspecter la RAM/Flash¶

• Dans l'onglet "Debug", ouvrez la vue "Memory".
• Entrez une adresse mémoire (ex: 0x20000000 pour le début de la RAM) ou un symbole (ex: &ma_variable).
• Vous pouvez visualiser le contenu en hexadécimal, décimal ou binaire.

Contrôler l'exécution pas à pas¶

• F5 (Step Into) : Exécute une instruction à la fois, en entrant dans les fonctions.
• F6 (Step Over) : Exécute une instruction à la fois, sans entrer dans les fonctions.
• F7 (Step Return) : Exécute jusqu'à la fin de la fonction actuelle.
• F8 (Resume) : Reprend l'exécution normale jusqu'au prochain breakpoint.

Utiliser le "Live Expressions" pour le monitoring avancé¶

• Dans la vue "Live Expressions", ajoutez des expressions complexes (ex: ma_variable > 10).
• STM32CubeIDE évaluera ces expressions en temps réel et affichera le résultat.
• Utile pour surveiller des conditions spécifiques ou des calculs intermédiaires.

Exporter les données de débogage¶

• Pour sauvegarder les valeurs des variables ou des registres :
  • Cliquez droit dans la vue "Variables" ou "Registers".
  • Sélectionnez "Export" et choisissez un format (ex: CSV, TXT).
• Ces données peuvent être analysées ultérieurement avec un tableur ou un outil d'analyse.

Débogage avec des périphériques externes (SWO)¶

• Pour utiliser la trace SWO (Serial Wire Output) :
  • Assurez-vous que votre carte supporte SWO (ex: STM32F4 Discovery).
  • Dans "Debug Configuration", activez la trace SWO et configurez la fréquence.
  • Utilisez la vue "SWO Trace" pour visualiser les messages de trace en temps réel.

Résolution des problèmes courants¶

• Le débogage ne démarre pas : Vérifiez la connexion USB et que le MCU est alimenté. Essayez de redémarrer la carte.
• Les variables ne s'affichent pas : Assurez-vous que le code est compilé avec les symboles de débogage (option -g activée).
• Les valeurs ne se mettent pas à jour : Vérifiez que le programme est en cours d'exécution et non en pause.
• Erreurs de connexion : Vérifiez que le port de débogage (SWD/JTAG) est correctement configuré dans les paramètres du projet.

Astuces pour un débogage efficace¶

• Utilisez des breakpoints conditionnels pour arrêter l'exécution uniquement si une condition est remplie (ex: ma_variable == 5).
• Ajoutez des messages de trace avec printf (via UART) ou utilisez la fonction ITM_SendChar pour SWO.
• Pour les projets complexes, utilisez des points de trace (tracepoints) pour enregistrer des données sans arrêter l'exécution.

Ressources et Références¶

• STM32CubeIDE User Guide
• Creating an STM32 Project Using CubeIDE Step by Step