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编译与烧录

这一步我们用工程自带脚本编译 GD32E230G6U6TR 固件，然后通过 SWD 下载。下面的命令都在 Windows PowerShell 中运行。USB-RS485 用于读数据，不用于这里的烧录。

已用 ARM GCC 9.2.1 完成 debug 构建：33 步成功，Flash 为 27,784 B / 31 KB（87.53%），RAM 为 3,856 B / 6 KB（62.76%）。换工具链或改代码后需重查占用；尚未连接板卡烧录，记录见构建与测试。

工具和接线

需要 CMake 3.22 或更新版本、Ninja、支持 Cortex-M23 的 arm-none-eabi-gcc 工具链，以及带 GD32E23x 支持的 OpenOCD。原脚本优先搜索 GD32EB 安装目录，并兼容若干 CLion、STM32CubeIDE 或 ARM GNU 工具目录。依据：CMakeLists.txt、工具链查找逻辑、烧录工具查找逻辑。

烧录器默认是 CMSIS-DAP，传输为 SWD、调试时钟 1000 kHz、使用软件系统复位。将 SWDIO、SWCLK、GND 接到板上对应网络，并按调试器要求连接目标电压参考。请依据板卡原理图确认焊盘，不能按其它开发板的排针顺序猜测。是否由调试器供电、允许的板级供电范围及供电引脚，以硬件文档和所用板卡为准。

第一次操作，先只连接一块传感器。USB-RS485 用来和上位机通信，它与 SWD 烧录连接是两条不同的链路。

编译

在仓库根目录启动 PowerShell，然后执行：

Set-Location .\software\firmware
.\scripts\build.ps1

这样默认使用 debug 预设。如果需要体积优化版本，再执行：

.\scripts\build.ps1 -Preset release

脚本先配置再构建，失败时中止。debug 为 -O0 -g3，release 为 -Os -g；后者仍带调试信息。它们编译同一套应用、SPL、CMSIS、启动文件和 RTT。依据：build.ps1、工具链编译参数、CMakeLists.txt。

生成目录分别是 software/firmware/build/debug/ 或 software/firmware/build/release/，主要产物：

  • Hall_Senser.elf：含符号和地址信息，烧录和调试优先用它。
  • Hall_Senser.bin：纯二进制映像，本项目 Flash 起始地址为 0x08000000。
  • Hall_Senser.hex：带地址的 Intel HEX 文件。
  • Hall_Senser.map：分析符号、段和空间占用。

这些后处理步骤见 CMakeLists.txt。程序链接空间为 31 KB Flash、6 KB RAM，最后一页用于配置；默认预留 2 KB 栈和 1 KB 堆。检查输出中的链接内存占用，不要通过扩大 Flash 链接长度来掩盖溢出。依据：gd32e23x_flash.ld。

找不到工具时

如果 CMake 和 Ninja 已在 PATH，可直接运行：

cmake --preset debug
cmake --build --preset debug

为 ARM GCC 指定 bin 目录的写法：

$env:ARM_NONE_EABI_TOOLCHAIN_PATH = 'C:\Tools\arm-gnu\bin'
cmake --preset debug
cmake --build --preset debug

请替换示例路径。原工具链优先查找 GD32EB 自带 GCC，之后才回退到其它提示目录；这个环境变量是查找提示，不保证覆盖已经检测到的 GD32EB GCC 或缓存。以 CMake 输出的 ARM GCC: 为准。确实需要固定编译器时，可在配置时明确传入：

cmake --preset debug -DHALL_ARM_GCC=C:/Tools/arm-gnu/bin/arm-none-eabi-gcc.exe -DCMAKE_MAKE_PROGRAM=C:/Tools/ninja/ninja.exe
cmake --build --preset debug

依据：工具链优先级。切换工具链时使用新的构建目录，或先把原构建目录移到备份位置，避免旧 CMake 缓存混用。

烧录

板卡和 CMSIS-DAP 连接正确后，从 software/firmware 目录执行：

.\scripts\flash.ps1 -BuildBeforeFlash

或者编译后直接烧录：

.\scripts\build.ps1 -Flash

烧录 release 时明确指定同一个预设：

.\scripts\flash.ps1 -Preset release -BuildBeforeFlash

烧录脚本默认执行 program <ELF> verify reset exit，会编程、读回校验并复位运行；-NoResetRun 可省略复位运行部分。依据：flash.ps1。烧录会改变目标板程序，操作前核对输出中的 ELF 路径与目标板型号。

如果自动发现 OpenOCD 失败，可用真实安装路径覆盖：

.\scripts\flash.ps1 -OpenOcdExe 'C:\Tools\OpenOCD\bin\openocd.exe' -OpenOcdScripts 'C:\Tools\OpenOCD\share\openocd\scripts'

脚本优先使用 GD32 的 gd32e23x Flash 驱动；没有检测到该驱动时会选 stm32f1x 兼容配置，并固定 32 KB Flash 大小。兼容配置是原工程保留的回退方案，换 OpenOCD 版本或探针后要重新验证。优先使用与芯片匹配的 GD32 支持。两个配置均在 software/firmware/scripts/ 下，可通过 -ConfigFile 指定。依据：flash.ps1。

当前脚本没有执行全片擦除，ELF 也不包含最后 1 KB 配置页，因此正常更新程序应保留旧的设备号、波特率和测量模式。保留配置也意味着升级后未必是“ID 1、115200、角度模式”；先查看原记录。全片擦除、其它下载器或地址错误会改变这一行为。依据：flash.ps1、gd32e23x_flash.ld。

第一次运行

首次无有效配置时，设备是 ID 1、115200、8N1、角度类型、主从查询；仅上电不会主动向串口发文本。RS485 是二进制帧协议，普通串口助手不一定显示可读内容。依据：rs485_proto.c、rs485_proto.h。

PB4 状态灯由低电平点亮，每约 500 ms 翻转一次。RTT 通道 0 上电应出现：

hall U1 U2 U4
rs485 id 1 baud 115200 mode 0 type 1

随后每约 50 ms 输出原码、角度或位置与幅度；弱磁时带 weak，直线模式可能带 out。这里是默认配置的示意格式，实际数字会取决于 Flash、磁铁和硬件。RTT 需要支持其协议的调试工具，通过 SWD 访问；它不是 USART 文本输出。依据：main.c。

如需启动随附 Python 上位机，在仓库根目录执行：

py -m venv .venv
.\.venv\Scripts\python.exe -m pip install -r .\software\host\requirements.txt
Set-Location .\software
..\.venv\Scripts\python.exe -m host

依赖是 pyserial、PySide6、pyqtgraph、numpy；版本下限见 requirements.txt。选择 USB-RS485 的 COM 口、115200、ID 1，先读取信息。我们先用直线 PCB 做实验，而固件出厂默认是角度模式，所以接下来按这个顺序操作：

  1. 确认连接的是直线板，将测量模式切到“直线位置”。
  2. 重新读取信息，确认类型是直线；切换会清除原零点与校准。
  3. 拿开磁铁，按直线校准步骤采基线，再放回磁铁观察位移。
  4. 完成直线实验后，再换编码器板、切到“角度编码器”并重新做完整转圈校准。换板不改变采样引脚与帧格式，但会改变解算模型和校准动作。

故障排查

  1. 找不到 CMake/Ninja/GCC：看构建脚本打印的路径，确认工具存在；确认 GCC 支持 -mcpu=cortex-m23。这是主机工具问题，先不要接板调试。
  2. ELF 不存在：先查看前一步配置或链接失败原因；脚本默认只找指定预设的产物。
  3. 探针或目标连接失败：检查探针枚举、目标供电、共地、SWDIO/SWCLK 网络；确认选中的烧录器实现 CMSIS-DAP。
  4. Flash 校验失败：保留完整 OpenOCD 日志，核对驱动、芯片与 ELF。不要用不明芯片容量的全片擦除命令尝试绕过问题。
  5. 状态灯动但 RS485 没应答：核对旧配置、ID、测量类型、COM 口、收发方向及总线接线。首次用单设备、主从查询定位。
  6. 有读数但一直 weak：转入校准与测量，先看三路原码，核对磁铁方向、位置、气隙与所选测量类型。

烧录后检查

  • 构建成功，ELF、HEX、BIN 与 map 均生成，空间不溢出。
  • OpenOCD 编程及 verify 成功，记录探针、工具版本、预设和源码版本。
  • 断电重启后能读取设备信息，设备类型与实际 PCB 相符。
  • 三路原码能随正确的机械运动改变，正确校准后状态合理。
  • 设置机械零点后断电重启，验证配置保存；再完成至少一次参考位置误差实验。

把工具链、板卡、固件版本和实测结果一起记录下来，后面再做对比或复刻时，就能找到当时的条件。