使用C++进行STM32开发

传统的STM32开发，使用的是C语言。C++中的一些高级特性，如引用、面向对象等，可以极大地提高代码的可读性和易维护性。

前置条件

开发板：STM32F103C8T6
开发环境：vscode+EIDE插件
编译器：arm-none-eabi-gcc v15.2.0

开发环境的适用方法，可以参考这篇博客：vscode+edie插件配置STM32开发环境，彻底摆脱KEIL

使用方法

还是以上述博客中的项目模板为例：

只需要将 main.c 文件改名为 main.cpp，就可以在main中使用C++特性了。

比如实现一个简单的 class LED ：

class LED
{
public:
    LED(GPIO_TypeDef *port, uint16_t pin, bool polarity = false)
        : port_(port), pin_(pin), polarity_(polarity), state_(false)
    {
    }

    void on()
    {
        if (this->polarity_ == true) {
            GPIO_SetBits(this->port_, this->pin_);
        } else {
            GPIO_ResetBits(this->port_, this->pin_);
        }
        this->state_ = true;
    }

    void off()
    {
        if (this->polarity_ == true) {
            GPIO_ResetBits(this->port_, this->pin_);
        } else {
            GPIO_SetBits(this->port_, this->pin_);
        }
        this->state_ = false;
    }

    void toggle()
    {
        if (this->state_ == true) {
            this->off();
        } else {
            this->on();
        }
    }

    bool state() const
    {
        return this->state_;
    }

private:
    GPIO_TypeDef *port_;
    uint16_t pin_;
    bool polarity_; // true-高电平点亮，false-低电平点亮

    bool state_; // 当前状态：true-点亮，false-灭
};

其余初始化代码不变，定义 LED led{GPIOC, GPIO_PIN_13} 然后将死循环中的反转电平改为调用 led.toggle() 即可。

完整的程序如下所示：

/*
 * ************************************************
 *
 *              STM32 blink gcc demo
 *
 *  CPU: STM32F103C8
 *  PIN: PA1
 *
 * ************************************************
 */

#include "stm32f10x.h"

class LED;

void delay(int x)
{
    for (int i = 0; i < x; i++) {
        for (int j = 0; j < 1000; j++)
            __NOP();
    }
}

int main()
{
    GPIO_InitTypeDef gpioDef;
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
    gpioDef.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_Out_PP;
    gpioDef.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_13;
    gpioDef.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;
    GPIO_Init(GPIOC, &gpioDef);

    auto led = LED{GPIOC, GPIO_Pin_13};

    while (true) {
        led.toggle();
        delay(5000);
    }
}

烧录，可以看到开发板上的LED正常闪烁。

注意事项

中断函数特殊处理

由于C++存在符号修饰特性，因此当定义中断服务函数的时候，一定要显示添加 extern "C" 关键字，否则可能会导致中断异常：

extern "C" void TIM2_IRQHandler(){
    // your code here
}

一个一劳永逸的方法是，在 stm32f10x_it.h 文件中直接声明好所有的中断函数，ST官方已做好适配：

/**
 ******************************************************************************
 * @file    Project/STM32F10x_StdPeriph_Template/stm32f10x_it.h
 * @author  MCD Application Team
 * @version V3.6.0
 * @date    20-September-2021
 * @brief   This file contains the headers of the interrupt handlers.
 ******************************************************************************
 * @attention
 *
 * Copyright (c) 2011 STMicroelectronics.
 * All rights reserved.
 *
 * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
 * in the root directory of this software component.
 * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
 *
 ******************************************************************************
 */

/* Define to prevent recursive inclusion -------------------------------------*/
#ifndef __STM32F10x_IT_H
#define __STM32F10x_IT_H

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f10x.h"

/* Exported types ------------------------------------------------------------*/
/* Exported constants --------------------------------------------------------*/
/* Exported macro ------------------------------------------------------------*/
/* Exported functions ------------------------------------------------------- */

/* System exception handlers */
void NMI_Handler(void);
void HardFault_Handler(void);
void MemManage_Handler(void);
void BusFault_Handler(void);
void UsageFault_Handler(void);
void SVC_Handler(void);
void DebugMon_Handler(void);
void PendSV_Handler(void);
void SysTick_Handler(void);
/* Peripheral interrupt handlers */
void WWDG_IRQHandler(void);
void PVD_IRQHandler(void);
void TAMPER_IRQHandler(void);
void RTC_IRQHandler(void);
void FLASH_IRQHandler(void);
void RCC_IRQHandler(void);
void EXTI0_IRQHandler(void);
void EXTI1_IRQHandler(void);
void EXTI2_IRQHandler(void);
void EXTI3_IRQHandler(void);
void EXTI4_IRQHandler(void);
void DMA1_Channel1_IRQHandler(void);
void DMA1_Channel2_IRQHandler(void);
void DMA1_Channel3_IRQHandler(void);
void DMA1_Channel4_IRQHandler(void);
void DMA1_Channel5_IRQHandler(void);
void DMA1_Channel6_IRQHandler(void);
void DMA1_Channel7_IRQHandler(void);
void ADC1_2_IRQHandler(void);
void USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler(void);
void USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler(void);
void CAN1_RX1_IRQHandler(void);
void CAN1_SCE_IRQHandler(void);
void EXTI9_5_IRQHandler(void);
void TIM1_BRK_IRQHandler(void);
void TIM1_UP_IRQHandler(void);
void TIM1_TRG_COM_IRQHandler(void);
void TIM1_CC_IRQHandler(void);
void TIM2_IRQHandler(void);
void TIM3_IRQHandler(void);
void TIM4_IRQHandler(void);
void I2C1_EV_IRQHandler(void);
void I2C1_ER_IRQHandler(void);
void I2C2_EV_IRQHandler(void);
void I2C2_ER_IRQHandler(void);
void SPI1_IRQHandler(void);
void SPI2_IRQHandler(void);
void USART1_IRQHandler(void);
void USART2_IRQHandler(void);
void USART3_IRQHandler(void);
void EXTI15_10_IRQHandler(void);
void RTC_Alarm_IRQHandler(void);
void USBWakeUp_IRQHandler(void);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif /* __STM32F10x_IT_H */

当有 .cpp 文件中需要定义中断服务函数的时候，直接 #include "stm32f10x_it.h" 即可。

STL 适用建议

正常情况下，STL中的各种容器和算法可以正常使用，如 vector <algorithm> 等。但是由于嵌入式环境中内存资源有限，缺少内存管理器，所以 尽量避免使用 vector string 等涉及到动态内存分配的容器，而· array 等不涉及动态内存分配的静态容器可以正常使用。