前言

PlatformIO 是一個開源的嵌入式系統整合開發平臺，你可以在上面使用各式各樣的開發板進行開發，包括 Arduino、ESP8266 與今天的主角 STM32。我認為它的重點特色為：

跨平臺。
可以搭配 VS Code（Visual Studio Code）使用。
安裝方便，設定簡單。
整合了眾多開發板、平臺、函式庫及框架。
可以設定多種開發環境，並隨時切換。
擁有 Debugging 功能。
擁有單元測試（Unit test）的功能。
靜態程式碼分析。
遠端開發。

本篇文章將會介紹並示範如何在 VS Code 上使用 PlatformIO 開發 STM32。

正文

安裝 PlatformIO

最一開始當然就是安裝相關軟體了，而 PlatformIO 其實並不綁定 VS Code，它可以和許多不同的 IDE 或文字編輯器整合，甚至獨立運作。本篇就以 VS Code 為主，其它種類的安裝方式請參考官方文件。

VS Code 的安裝沒什麼特別的，就不再贅述。安裝完 VS Code 後只要去擴充功能（Extensions）處搜尋並安裝 PlatformIO IDE，並等待其安裝完成就可以了，超級簡單。

安裝完成後就可以看到 VS Code 的側邊多了 PlatformIO 的 Icon，點擊它並點選「QUICK ACCESS > PIO Home > Open」就可以進入其主要畫面——PIO Home。

安裝 ST STM32 平臺

PlatformIO 支援許多平臺（Platforms），例如 Atmel AVR、Espressif 8266、ST STM32等，而本篇要使用的是 STM32，所以需要安裝 ST STM32 平臺。

在 PIO Home 的左側欄位點擊「Platforms」，點擊上方的「Embedded」頁面並搜尋「ST STM32」，找到後就可以點擊「Install」進行安裝，安裝可能需要花一點時間。完成後就可以在「Installed」頁面中看到「ST STM32」。

建立專案

接下來就可以建立專案了。在 PIO Home 的左側欄位中點擊「Projects」，再頁面中點擊「+ Create New Project」。

在創建專案頁面（Project Wizard）中有幾個欄位需要填寫：

Name：專案名稱。
Board：選擇你要使用的開發板。例如我使用的「ST Nucleo F103RB」。
Framework：框架。各種開發板都有各自可以使用的框架，例如 ST Nucleo F103RB 有以下幾種。
- Arduino：可以讓你使用 Arduino 的語法及函數開發 STM32，適合熟悉 Arduino 的 STM32 新手。
- CMSIS：Cortex-M 系列微控制器的標準通用界面，無關各個供應商。
- Mbed：一種基於 32-bit ARM Cortex-M 的微型作業系統。
- libopencm3：開源的 ARM Cortex-M 函式庫。
- STM32Cube：相信很多人剛入門 STM32 都是使用 STM32Cube，包括我之前使用 TrueSTUDIO 也是使用 STM32Cude。
- Zephyr RTOS：一個 Linux 基金會主導的開源小型即時作業系統（RTOS），常用於 IoT 應用。
Location：專案的路徑。

剛開始接觸比較會有問題的應該是「Framework」的選擇。依據我的經驗，有關 STM32 市面上的書和網路上的教學通常使用的就是「STM32Cube」，所以如果你剛入門 STM32 對它的使用不是這麼熟悉的話就選「STM32Cube」，這樣出問題時會有比較多的資源可以參考。

本次範例使用「STM32Cube」。不過我個人其實相當推薦使用「libopencm3」，如果你對 STM32 或嵌入式系統有一定的瞭解的話可以試試看。我有寫一些簡單的範例並放在 GitHub 上，預計之後也會寫一些文章來介紹它。

最後就按下「Finish」就會開始創建專案了。

專案結構

PlatformIO 的專案結構大致如下（有方括弧的是資料夾）：

platformio.ini：PlatformIO 的專案設定檔。
.gitignore：PlatformIO 會自己設定好 .gitignore。
[src]：存放主要程式碼。
[include]：存放調用的函式庫。
[lib]：存放對外的檔案（Public interface），如標頭檔（.h）。
[test]：存放 PlatformIO 的單元測試（Unit test）功能的程式。
[.vscode]：VS Code 的相關設定。
[.pio]

其中比較重要的是「platformio.ini」這個檔案，該檔案就儲存了此專案的設定，其內容大致如下：

 1; PlatformIO Project Configuration File
 2;
 3;   Build options: build flags, source filter
 4;   Upload options: custom upload port, speed and extra flags
 5;   Library options: dependencies, extra library storages
 6;   Advanced options: extra scripting
 7;
 8; Please visit documentation for the other options and examples
 9; https://docs.platformio.org/page/projectconf.html
10
11[env:nucleo_f103rb]
12platform = ststm32
13board = nucleo_f103rb
14framework = stm32cube

從「platformio.ini」的內容可以看出以下資訊：

[env:nucleo_f103rb]代表目前有一個名為「nucleo_f103rb」環境，且此環境擁有以下的設定：
- 平臺為「ST STM32」（platform = ststm32）。
- 開發板為「ST Nucleo F103RB」（board = nucleo_f103rb）。
- 框架為「STM32Cube」（framework = stm32cube）。

不難看出 PlatformIO 可以在一個專案中設定多種不同的環境，以配合不同的開發需求，這也是我認為 PlatformIO 好用的一大重點。

編寫程式

接下來就寫個簡單的 LED 閃爍程式作為示範。

在資料夾「src」中新增檔案「main.c」，並加入以下的程式碼：

PlatformIO 的 GitHub 上也有一些範例程式可以看：platformio/platform-ststm32

建置&燒錄程式

寫完程式後就是進行建置與燒錄了。

點擊 VS Code 左側欄位的 PlatformIO Icon，並點擊「PROJECT TASKS」中對應環境的「Build」進行建置。本範例只有一個環境「nucleo_f103rb」，故點擊「nucleo_f103rb > Gereral > Build」。也可以點擊下方狀態條的「PlatformIO: Build」按鈕。

如果都沒問題的話會在終端機看到「SUCCESS」，那就可以接上開發板繼續進行燒錄了。如果你是使用 ST-Link 的話，記得要安裝 ST-Link 的驅動程式。

燒錄（上傳）的按鈕和建置在相同的地方，按下「Upload」就可以進行燒錄了，同樣也可以點擊下方狀態條的「PlatformIO: Upload」按鈕。第一次可能會花比較久的時間，看到終端機顯示「SUCCESS」就代表程式燒錄成功。

結語

這次簡單介紹了如何在 VS Code 上透過 PlatformIO 來開發 STM32。

我覺得不管是 VS Code、PlatformIO 還是 STM32 都是非常好用的東西，所以當他們整合在一起就令我感到非常滿意。

在之前，我一直是使用 TrueSTUDIO 這個由 ST 官方所維護的 IDE 進行 STM32 的開發，甚至還寫了一篇文章來介紹它。後來隨著 VS Code 逐漸在程式圈流行，我越來越常使用 VS Code，也開始想要在 VS Code 上開發 STM32。但是開發環境的設置就讓我忙了好久，最後也沒搞定就放棄了。

就在幾個禮拜前，我無意間得知 PlatformIO，並且看到它也可以用來開發 STM32，而有支援 VS Code，我就馬上進行測試，而結果令我相當滿意，也就誕生了這篇文章，希望大家也可以試著透過 PlatformIO 與 VS Code 開發 STM32。

參考資料

其它資訊

撰寫本文時的相關資訊：

PlatformIO
- PlatformIO IDE，VS Code 擴充套件版本：2.4.0
- PlatformIO Core 版本：5.2.3
- PlatformIO Home 版本：3.4.0
- Platform-ST STM32 版本：15.0.0
VS Code 版本：1.62.0
開發板：NUCLEO-F103RB（STM32F103RB）

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