PixelBUAA LED 矩阵开发板是一个由 STM32F042K6U6 单片机控制、IS31FL3731-QF 进行 LED 驱动的简易单片机实验环境，具有良好的展示效果。本指南指导同学们在 Windows 10 下配置本开发板的开发环境。
本文中所有需要的资料均可以在 https://bhpan.buaa.edu.cn/link/4E640397B3F1D183F2F794E2B2BA7EA6
中下载。
安装环境
安装 GCC ARM
STM32 单片机需要使用 ARM 编译器进行编译。
在资料包中找到 gcc-arm-none-eabi-9-2020-q2-update-win32.exe 安装程序，下载打开后一路点击 Next 即可完成安装。请在安装完成的页面勾选 Add path to environment variable 选项并去除前两个选项，如下图所示。
如果忘记勾选 Add path to environment variable，则可能会在编译时提示找不到 arm-none-eabi-gcc 编译器，此时请将 GCC ARM 的 bin 目录添加进 PATH 中（参照下文提示）。
解压 MinGW 工具包
MinGW 提供了在 Windows 下的常用编译工具，例如 make、gcc 等。
在资料包中找到 mingw-x86_64-8.1.0-release-posix-seh-rt_v6-rev0.7z，将其解压到任意位置（不要解压到 C 盘根目录，否则可能无法使用），然后将其中的 bin 目录添加到 PATH 环境变量，如下图所示。具体添加的方法请同学们自己搜索“Windows 如何添加 PATH 环境变量”。
安装 CLion
CLion 是我们使用的开发环境。它可以开发电脑上的 C / C++ 程序，也可以开发 STM32 嵌入式程序。
在资料包中找到 CLion-2020.2.4.exe，下载打开，然后一路 Next 安装。
安装后，会进行一些初始化配置的提示：首先是提示是否 Import Settings，选 Do Not Import；然后选择界面主题，按自己喜好选择即可；然后会有两个提示安装 Plugin 的界面，点击 Next 跳过不安装。
之后会出现提示激活许可的信息，如下图所示。JetBrains 对教育用户免费，只需注册一个 JetBrains 账号，然后用 buaa.edu.cn 邮箱进行教育验证即可，具体请访问 https://www.jetbrains.com/shop/eform/students，然后输入账号并点击绿色 Activate 按钮；如果此时不想激活，也可以选择如图红色圆圈所示的试用选项，试用 30 天再激活。
激活步骤完成后，我们需要配置 MinGW 以及 GCC ARM 工具链。CLion 应该已经能够找到我们之前配置的 MinGW 路径（因为我们之前已经将它添加到 PATH 中了），并自动创建了一个名为 MinGW 的 Toolchain，如下图所示。
这个找到的 MinGW 工具链中，含有用于编译 Windows 程序的编译器（如图中的 C Compiler 和 C++ Compiler），我们以后可以用它来进行电脑上的 C / C++ 语言编程，但这次我们不使用它。将其名称改为 MinGW-Windows 以示区分。
点击左上方的加号按钮，并选择 MinGW，添加一个新的工具链。将新的工具链名称改为 MinGW-STM32，然后修改 C Compiler、C++ Compiler 和 Debugger，其余选项不变。其中，C Compiler 对应的文件名为 arm-none-eabi-gcc.exe，C++ Compiler 对应的文件名为 arm-none-eabi-g++.exe，Debugger 对应的文件名为 arm-none-eabi-gdb.exe，其均存放在第一步 GCC ARM 安装路径的 bin 目录下（如果第一步安装 GCC ARM 时没有修改默认路径，则默认位于 C:\Program Files (x86)\GNU Arm Embedded Toolchain\9 2020-q2-update\bin 中）。配置完成后，各项设置应该类似下图。
为了方便使用，我们将 STM32 工具链设为默认。请在左侧选中 Mingw-STM32 工具链，然后点击向上的三角形，将 MinGW-STM32 调整到第一个，如下图所示。
在上述工具链对话框关闭后，如果以后想再次打开（比如想切换工具链），则打开 CLion 的设置（File -> Settings），然后在 Build, Execution, Deployment 下找到 Toolchains 即可，如下图所示。
安装 USB 驱动程序
本开发板的单片机自带 USB 固件更新程序，可以通过 USB 刷入固件。我们需要为其安装驱动。
找一条 USB Type-C 数据线，并将数据线插入开发板侧面（先不要连接电脑）。按下开发板下方的按钮不松开，然后将数据线的另一头插入电脑。插入后，等待 2 秒钟再松开按钮。此时电脑应该会有新设备连接的提示，并发出提示音。
为什么上电时要按住按钮不松开？
上电时，如果没有按住按钮，则单片机进入用户程序，此时单片机不启动 USB 功能，不能通过 USB 下载固件；上电时，如果按住按钮，则单片机进入 BOOTLOADER（烧写模式），此时才能与电脑通信。
下载资料包中的 zadig-2.5.exe 并打开。初次打开时会提示是否自动检查更新，选择 Yes 即可。
先点击 Zadig 菜单栏 Options 中的 List All Devices 选项，然后在主界面下拉框中选择名为 STM32 BOOTLOADER 的设备，在右侧驱动选择（图中红框）中点按上下三角形按钮，选择 WinUSB 驱动，然后点击安装按钮（图中绿框），等待其安装完成。
安装完成后，确认左侧 Driver 栏中为 WinUSB 驱动，然后可以关闭 Zadig。
解压固件更新工具
我们使用 dfu-util 工具来为单片机更新固件。
下载并解压资料包中的 dfu-util-0.9-win64.zip 文件，将其放到你喜欢的地方。然后你需要将 dfu-util-0.9-win64 目录添加进 PATH 环境变量，具体方法不再赘述。
添加完成后，按键盘上的 Win+X 键，并在屏幕左下角的菜单中选择“Windows PowerShell”，打开 PowerShell。
按上节所述步骤，按住按钮，然后将开发板连接到电脑。在 PowerShell 中输入 dfu-util 列举设备的命令：
dfu-util -l
此时 dfu-util 应该可以找到单片机，如图中 Found DFU: [0483:df11] 开头的两行。每个单片机中有两个 DFU 节点，所以显示找到两个 DFU 信息是正常的。
如果成功找到单片机，即说明驱动安装及 dfu-util 配置都是正确的，此时可以关闭 PowerShell。
编译项目
环境配置完成后，我们就可以开始编译项目了。
下载资料包中的 Project.zip 并解压。然后打开 CLion，在主界面中点击 Open or Import，然后选择解压出的目录，如图所示。
打开项目后，等待数秒让 CLion 完成索引工作，然后直接点击右上角的编译按钮（下图红圈）。点击后，应该能在左下角日志窗口看到编译生成固件的路径（下图绿圈）。
如果看到 Build finished 提示，就代表编译成功了。
写入固件
要将固件写入到单片机中，你需要按住按钮，然后连接单片机。打开刚刚生成的固件文件所在目录（如图中为 D:\PixelBUAA\cmake-build-debug），点击左上角文件菜单中的“打开 PowerShell”选项，并输入写入固件的命令：
dfu-util -a 0 -D PixelBUAA.bin --dfuse-address 0x8000000
然后 dfu-util 就会自动向单片机发送固件。写入完成后的提示信息如下图所示。
此时重新插入 USB 线（插入时不按住按键），单片机即可启动写入的程序。此时，所有灯会呈呼吸灯式闪烁（亮度连续变化），这是资料包中附带的默认程序行为。
如果需要再次写入程序，则拔掉 USB 线，按住按键，再插入 USB 线即可。
程序结构简介
工程主要代码位于 Src/main.c 文件的 main 函数中。IS31FL3731_set_pwm_all 向芯片发送调整亮度的指令，然后IS31FL3731_update_pwm_buffers函数应用设置。
进阶提示
为了简单起见，本指南只叙述了使用 USB DFU 进行固件更新的流程。如果想要更快捷的固件写入，或希望使用调试功能，则需要使用调试器（例如 ST-Link 或 J-Link）来将单片机连接到电脑。你还需要为 CLion 配置 OpenOCD，方可使用调试功能。
如果希望在 CLion 中新建 STM32 项目，则需要安装 STM32CubeMX，然后在新建项目时选择 STM32CubeMX 项目。
下面给出了一些链接，供同学参考：
https://cloud.tencent.com/developer/article/1693166
https://zhuanlan.zhihu.com/p/145801160
https://www.jetbrains.com/help/clion/embedded-development.html
https://electricui.com/blog/clion-stm32-setup
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