【教程】手把手教你用CLion进行CW32开发

以下文章内容由CW32生态社区用户End提供：

https://gitee.com/xcet/embedded-cw32-board-template/tree/master/ref/CW32-GCC-Clion-Template

最近CLion对非商业用途免费了，我立马下载了最新的CLion2025，现在针国产武汉芯源半导体的CW32单片机搭建CLion+GCC+CMake开发环境。

CLion是一款由JetBrains开发的跨平台集成开发环境（IDE），专门为C和C++设计。以其智能编码辅助、易用的项目管理和强大的内置工具（如调试器、静态分析工具、单元测试框架）而著称，支持远程协作和嵌入式开发。

作为嵌入式工程师，在实际使用会发现后较Keil（MDK）在编写代码上的体验提升极大，但是在用外部调试器调试外部单片机时确实没有Keil(MDK)那么强大。

下面对他们列个表格进行主要差别对比：

（来源：https://gitee.com/lcsc/skystar-board-templates 开发文档）

特性	CLion	Keil MDK
平台支持	🤩跨平台（Windows、macOS、Linux）	主要支持 Windows
用户界面	🤩现代化，友好，提供代码自动补全、智能提示等	传统界面，自动补全功能较弱，主要集中在调试和仿真
调试功能	支持 GDB 调试，但远不如 Keil MDK 强大，甚至不能实时刷新变量和寄存器的值。	🤩提供超级无敌强大的在线调试功能，包括实时调试和硬件断点，各变量可实时刷新，在接入SWO引脚后可以直接把变量加入软件逻辑分析仪中查看曲线。
CMake 支持	🤩内置全面支持，亦可链接到你自行安装的版本	不支持 CMake
代码分析与重构	🤩强大的代码分析和重构工具	较少的代码分析和重构功能
版本控制	🤩与 Git 和其他版本控制系统紧密集成	基础的版本控制支持，当然各位用户可自行Git控制
开源工具链支持	🤩支持各种开源工具链（如 GCC，arm-none-eabi-gcc）	主要依赖 Keil 的工具链，编译器有AC5，AC6等
插件和扩展性	🤩支持大量插件和扩展，功能可定制	插件系统相对较少，扩展性有限
嵌入式芯片支持	对特定芯片的支持有限，比如国产的ARM系列单片机无法直接生成工程。	🤩针对 Arm Cortex-M 系列芯片提供优化和支持，国内外几乎所有单片机厂家都会对该环境做支持包。
学习曲线	CMake 和 CLion 使用需要一定学习曲线，初学者搭建环境都是个问题。	🤩配置工具和开发环境较易上手，一站式解决方案。

1.环境搭建所用的软硬件

1.1 软件环境

交叉编译器

1.2 硬件环境

核心板

2.软件安装配置

2.1 GNU Arm Embedded Toolchain交叉编译器

arm-none-eabi-gcc 是一个专门为ARM架构微控制器设计的交叉编译工具链。所谓“交叉编译”，是指编译过程发生在一个平台（比如你的Windows或Linux开发主机）上，但生成的二进制代码是为了在另一个平台（比如ARM Cortex-M微控制器）上运行。“none-eabi”部分意味着它生成的代码不依赖于任何操作系统，适合直接在硬件上运行，作为对比理解，这里的arm-none-eabi-gcc 其实就是对标Keil(MDK)里面的AC5，AC6编译器。总的来说，我们用这个主要就是用于编译ARM架构的嵌入式系统代码，生成的是可以直接在ARM微控制器上运行的二进制文件。

进入arm开发者官网，往下滑动选择下载解压可用的ZIP压缩包文件 (当然各位直接下载最新版，当前使用版本并非最新版本)

下载链接： Downloads | GNU Arm Embedded Toolchain Downloads – Arm Developer

https://developer.arm.com/downloads/-/gnu-rm

下载好的压缩包文件解压在gcc-arm-none-eabi”文件夹中，并记住文件内“bin”文件的路径，后续需添加到系统环境变量Path中。

添完环境变量后，进行测试，检测是否安装好。

2.2 安装Mingw-w64 GCC

MinGW 是一个用于在Windows上编译和运行应用程序的编译工具集。支持编译标准的C/C++代码，并且适用于开发那些在Windows平台上运行的软件。

点击链接进入到SourceForge官网，往下翻可以找到很多版本的下载链接，选择红色框内型号即可，不同前后缀的具体差异请参考

https://blog.csdn.net/AMD DMA/article/details/111600238

下载链接：https://sourceforge.net/projects/mingw-w64/files/

同样，将下载好的文件解压到“gcc-arm-none-eabi”文件夹下，记住目录下的“bin”文件路径

进入“bin”文件内找到“mingw32-make”应用程序文件，复制一份并重命名为“make”。这么做有利于在命令行执行make指令，而不是输入mingw32-make。

添加完环境变量后，进行测试，检测是否安装好。

2.3 配置CLion工具链

接下来开始配置工具链，选中设置的栏目中构建，执行，部署 里面的工具链，点击添加，新增一个工具链配置，这里我的命名是MinGW-ARM，这里不使用默认配置的原因是防止影响到普通c程序的编译运行，开发ARM系列单片机时就选择MinGW-ARM配置，开发普通c程序时就选择MinGW。

然后切换到CMake栏目下，确认当前的工具链配置值为我们上面设置的MinGW-ARM，然后就可以点击下方确定按钮来保存设置了。

3.工程模板创建

1. 工程文件目录

application/应用层代码，包括主程序 app_main.c、interrupts_cw32f030.c等。

bspdriver/板级支持包（BSP），如时钟、延时、定时器、板载资源初始化等。

moduledriver/常用模块驱动，如 LED 驱动、按键Button等。

middlewares/常用中间件库（如 FreeRTOS、log、Multitimer、软定时器SoftTimer等）。

libraries/芯片厂商提供的底层库（CMSIS、外设驱动等）。

tools/启动文件、链接脚本、DAP 配置等工具文件。注意：启动文件、链接脚本官方并没有提供，这是参考其他F030系列芯片去编写的，在这里希望官方以后能支持GCC，启动文件 startup_cw32f030_gcc.s链接脚本 CW32F030x_FLASH.ld

2. CMakeLists.txt文件编写(重点)

cmake_minimum_required(VERSION 3.20)
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Generic)
set(CMAKE_SYSTEM_VERSION 1)

# 指定交叉编译工具链
set(CMAKE_C_COMPILER arm-none-eabi-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER arm-none-eabi-g++)
set(CMAKE_ASM_COMPILER arm-none-eabi-gcc)
set(CMAKE_AR arm-none-eabi-ar)
set(CMAKE_OBJCOPY arm-none-eabi-objcopy)
set(CMAKE_OBJDUMP arm-none-eabi-objdump)
set(SIZE arm-none-eabi-size)
set(CMAKE_TRY_COMPILE_TARGET_TYPE STATIC_LIBRARY)

# 项目设置
project(cw32f030 C CXX ASM)  # 修改工程名称
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
set(CMAKE_C_STANDARD 11)
# 注意不同类型MCU修改其cortex内核
set(MCPU cortex-m0plus)  # TODO: 根据实际MCU修改内核类型，例如cortex-m4

# 浮点运算选项配置
# 取消注释以启用硬件浮点
#add_compile_definitions(ARM_MATH_CM4;ARM_MATH_MATRIX_CHECK;ARM_MATH_ROUNDING)
#add_compile_options(-mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16)
#add_link_options(-mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16)

# 取消注释以启用软件浮点
add_compile_options(-mfloat-abi=soft)

# 通用编译选项
add_compile_options(-mcpu=${MCPU} -mthumb -mthumb-interwork -specs=nosys.specs)
add_compile_options(-ffunction-sections -fdata-sections -fno-common -fmessage-length=0)

# 取消注释以消除C++17绝对地址警告
#set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -Wno-register")

# 根据构建类型设置优化级别
if ("${CMAKE_BUILD_TYPE}"STREQUAL"Release")
    message(STATUS "Maximum optimization for speed")
    add_compile_options(-Ofast)
elseif ("${CMAKE_BUILD_TYPE}"STREQUAL"RelWithDebInfo")
    message(STATUS "Maximum optimization for speed, debug info included")
    add_compile_options(-Ofast -g)
elseif ("${CMAKE_BUILD_TYPE}"STREQUAL"MinSizeRel")
    message(STATUS "Maximum optimization for size")
    add_compile_options(-Os)
else ()
    message(STATUS "Minimal optimization, debug info included")
    add_compile_options(-Og -g)
endif ()

# 包含头文件目录 - 可修改
include_directories(
        application/
        bspdriver/adc/
        bspdriver/delay/
        bspdriver/rcc/
        bspdriver/timer/
        bspdriver/uart/
        moduledriver/button/
        moduledriver/beep/
        moduledriver/dht11/
        moduledriver/lcd/
        moduledriver/led/
        moduledriver/oled/
        libraries/cmsis/device/
        libraries/cmsis/include/
        libraries/drivers/inc/
        middlewares/
)

# 定义预处理宏 
add_definitions(
#        -D USE_STDPERIPH_DRIVER  # 使用标准外设驱动
)

# 收集源文件 - 可修改结束
file(GLOB_RECURSE SOURCES
        "tools/startup_cw32f030_gcc.s"# 启动文件
        "application/*.c"
        "bspdriver/adc/*.c"
        "bspdriver/delay/*.c"
        "bspdriver/rcc/*.c"
        "bspdriver/timer/*.c"
        "bspdriver/uart/*.c"
        "moduledriver/button/*.c"
        "moduledriver/beep/*.c"
        "moduledriver/dht11/*.c"
        "moduledriver/lcd/*.c"
        "moduledriver/led/*.c"
        "moduledriver/oled/*.c"
        "libraries/drivers/src/*.c"
)

# 链接器脚本配置
set(LINKER_SCRIPT ${CMAKE_SOURCE_DIR}/tools/CW32F030x_FLASH.ld)
add_link_options(-Wl,-gc-sections,--print-memory-usage,-Map=${PROJECT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}.map)
add_link_options(-mcpu=${MCPU} -mthumb -mthumb-interwork --specs=nosys.specs)
add_link_options(-T ${LINKER_SCRIPT})

# 生成ELF可执行文件
add_executable(${PROJECT_NAME}.elf ${SOURCES}${LINKER_SCRIPT})

# 生成HEX和BIN文件
set(HEX_FILE ${PROJECT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}.hex)
set(BIN_FILE ${PROJECT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}.bin)

# 构建后处理：生成hex和bin文件
add_custom_command(TARGET${PROJECT_NAME}.elf POST_BUILD
        COMMAND${CMAKE_OBJCOPY} -Oihex $<TARGET_FILE:${PROJECT_NAME}.elf> ${HEX_FILE}
        COMMAND${CMAKE_OBJCOPY} -Obinary $<TARGET_FILE:${PROJECT_NAME}.elf> ${BIN_FILE}
        COMMENT "Building ${HEX_FILE}
Building ${BIN_FILE}")

3. 打开工程

Keil（MDK)中编译用的是ARMCC（AC5或AC6），我们这里Clion用的编译器是arm-none-eabi-gcc，他们两者对printf的重定向操作是不一样的，在Keil和CLion中引用到的stdio.h的文件内容是不一样的，在Keil中只需要在fputc函数里添加一个串口输出就可以了，在Clion中也是需要对串口进行重定向的。

#ifdef __GNUC__
    /* With GCC/RAISONANCE, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf
    set to 'Yes') calls __io_putchar() */
    #define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
    #define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */
    

/**
 * @brief Retargets the C library printf function to the USART.
 *
 */
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
    USART_SendData_8bit(DEBUG_USARTx, (uint8_t)ch);

    while (USART_GetFlagStatus(DEBUG_USARTx, USART_FLAG_TXE) == RESET);

    return ch;
}

/*!
* @brief       Redirect C Library function printf to serial port.
*              After Redirection, you can use printf function.
*
* @param       file:  Meaningless in this function.
*
* @param       *ptr:  Buffer pointer for data to be sent.
*
* @param       len:  Length of data to be sent.
*
* @retval      The characters that need to be send.
*
* @note
*/
int _write(int file, char* ptr, int len)
{
    int i;
    for (i = 0; i < len; i++)
    {
        __io_putchar(*ptr++);
    }

    return len;
}

4.下载程序

在CLion中进行程序下载与代码调试，就目前而言，确实不如在IAR或MDK中便捷。像STM32这类芯片，其生态体系较为成熟完善，相关支持也做得颇为出色，但对于国产芯片，CLion的支持却为数不多。尽管CLion支持通过OpenOCD方式下载调试代码，然而OpenOCD目前尚不支持CW32芯片，期望后续官方能够增添对其的支持，或者社区中有技术大神能够尝试进行适配。

下载器选用武汉芯片半导体提供的WCH - Link，在MDK - ARM中完成下载器配置后，便可直接进行下载。鉴于本次使用的是GCC工具链进行编译，因此既能够使用官方的hex/bin文件下载工具，也可以使用Openocd或者Pyocd。由于OpenOCD不支持CW32芯片，虽然但通过网络搜索查询发现，可用Pyocd来下载CW32代码。当然，若想将代码下载到芯片中，方法多种多样。接下来，将重点介绍几种本人近期接触到的软件并予以推荐。