从代码编辑到调试：嵌入式工程师必知的16款开发工具

从代码编辑到调试：嵌入式工程师必知的16款开发工具

对于嵌入式工程师来说，选择合适的工具可以极大地提高工作效率。本文将为大家推荐几款常用的嵌入式开发软件工具，从代码编辑器到集成开发环境，从虚拟机到调试工具，应有尽有。

Visual Studio Code

Visual Studio Code（简称VS Code）是一个由微软开发的跨平台轻量级代码编辑器，支持语法高亮、自动补全、重构、查看定义等功能，并且内置了命令行工具和Git版本控制系统。用户可以通过更改主题和键盘快捷方式实现个性化设置，也可以通过扩展程序商店安装扩展来拓展软件功能。

VS Code最强大的地方在于其高度的可扩展性。例如，通过安装以下插件，可以显著提升开发效率：

• C/C++：支持C/C++语言开发
• C/C++ Snippets：提供C/C++代码片段
• C/C++ Advanced Lint：C/C++静态代码分析
• Code Runner：代码运行功能
• Include AutoComplete：自动完成头文件包含
• Rainbow Brackets：彩虹括号，便于代码阅读
• One Dark Pro：主题样式
• GBKtoUTF8：GBK转UTF8编码
• ARM：支持ARM汇编语法高亮
• Chinese(Simplified)：中文环境支持
• vscode-icons：文件夹图标插件
• compareit：文件比较插件
• DeviceTree：设备树语法支持
• TabNine：AI自动补全插件

在Ubuntu环境下进行嵌入式开发时，VS Code更是首选工具。

Notepad++

Notepad++是Windows环境下的一款免费开源文本编辑器。它功能强大，支持语法高亮显示、多重窗口同步编辑、多国语言和多种编程语言，并且可以加载丰富的插件。Notepad++还具有完整的中文接口和UTF8技术，适合编写计算机程序代码和制作纯文字说明文件。

用户可以通过安装插件来拓展Notepad++的功能，例如代码折叠、代码提示、文档格式化和文档预览等。此外，Notepad++还支持自定义宏，可以帮助用户快速执行重复任务或批量修改文本。

总之，Notepad++是一款功能丰富、易于使用且具有良好扩展性的文本编辑器，适用于编写各种类型的文本和代码。

Visual Studio

不同于VS Code，Visual Studio是一个完整的集成开发环境（IDE）。它可以用于各种开发任务，如验证C程序、C#程序开发等。一些与嵌入式相关的模拟器也是基于Visual Studio的。例如，作者平时的CUDA代码和科研工作中的C++代码都会使用Visual Studio进行验证和模拟工作。

Visual Studio提供了丰富的扩展和插件，以满足不同领域的需求。例如，用户可以通过安装C++扩展来支持C++编程，或者通过安装Entity Framework扩展来支持数据访问。

Keil uVision

Keil uVision是由Keil公司开发的集成开发环境（IDE），主要用于嵌入式系统的开发和调试。它基于C语言和其他编程语言，支持各种微控制器和处理器，包括STM32、AVR、PIC等。

Keil uVision的主要功能包括代码编辑、编译、调试和仿真等。其中，代码编辑器支持语法高亮、代码折叠、自动补全等功能，可以帮助开发人员快速编写代码。编译功能可以将源代码编译成可执行文件或库，以便在目标设备上运行。调试功能可以帮助开发人员调试和测试代码，包括单步执行、断点设置、变量监视等功能。仿真功能可以模拟目标设备的运行环境，以便测试代码的正确性和可靠性。

STM32CubeMX

STM32CubeMX是ST意法半导体公司开发的图形化工具，用于配置和初始化STM32微控制器，并生成C代码。它提供了一个直观的可视化界面，可以帮助开发人员快速配置和设置微控制器的各种外设、引脚和时钟。

STM32CubeMX可以直接生成HAL库的STM32配置程序，极大地方便了个人开发者使用STM32系列开发板。HAL库的学习有很多优势，例如意法半导体已经停止对很多开发板的标准库的维护。此外，FreeRTOS等RTOS对HAL库直接提供了接口API函数，方便开发移植。

虽然HAL库存在代码效率低、代码冗余等缺点，但它仍然是目前低代码量、高封装趋势下的主流选择。

VMware Workstation

VMware Workstation是一款功能强大的虚拟机软件，可以在一台计算机上模拟多个操作系统和应用程序的环境。嵌入式工程往往需要进行交叉编译的工作，即在x86架构上编译出ARM架构的代码。这种操作通常需要在Linux系统下进行，而大多数工程师日常使用的是Windows系统。因此，VMware Workstation极大地方便了日常工作中的开发需求。此外，ROS等工具也通常需要在Ubuntu系统下运行。

Qt Creator

Qt Creator是一个跨平台的集成开发环境（IDE），专门用于开发基于Qt框架的C++应用程序。它由Qt Company提供，是免费开源工具，支持Windows、Linux和macOS等操作系统。

Qt开发是嵌入式工程师中一个较大的分支，属于嵌入式应用层的开发。Qt框架提供了丰富的UI开发功能，且代码封装性好，开发效率高。与Qt类似的UI开发平台还有很多，但Qt是目前比较常见且成熟的解决方案。对于C++基础较好的开发者来说，这是一个很有前景的发展方向。

Qt Creator也可以用于简单的C++入门学习和仿真使用。

MobaXterm

MobaXterm是一款功能强大的远程终端模拟器，适用于Windows和Linux操作系统。它提供了一个集成的远程终端和X服务器，可以连接各种类型的远程主机，包括SSH、FTP、Telnet等。其最大的优点是免费，并且支持复制粘贴功能，非常适合串口或SSH等协议的通信调试。

作者目前基本使用MobaXterm进行Linux系统、树莓派4B、jeston nano等高级开发板的终端控制和调试，体验感非常好。相比于收费的SecureCRT，MobaXterm是一个宝藏软件。

VOFA+

VOFA+是一款直观、灵活、强大的插件驱动型上位机，在电气、自动化、嵌入式、物联网、机器人等领域都有广泛应用。VOFA+的名字来源于电气领域的基础单位：Volt（伏特）、Ohm（欧姆）、Fala（法拉）、Ampere（安培），这些单位的首字母共同构成了VOFA+的名字。

简单来说，VOFA+是一款支持数字动图化的上位机，可以直观地展示实时数据变化。它也是免费的，并且通过丰富的插件满足嵌入式工程师的实际调试需求。

Arduino IDE

Arduino IDE是为Arduino板提供的集成开发环境（IDE）。它是一个简单易用的工具，可以帮助开发人员编写、编辑、上传和调试基于Arduino的交互式电子产品。如今，Arduino IDE已经完全适配ESP8266/32的开发需求，并提供了丰富的使用案例和Arduino库函数。

部分工程师可能认为ESP系列开发板仅适用于物联网等简单应用，其实不然。根据与MIT、NJUST等国内外高校的交流发现，很多高校已经将传统的STM32教学改为了ESP32教学。同时，乐鑫公司在轻量化边缘计算方面表现出色，预计未来ESP32系列将有更广阔的应用前景。

Logic

Logic是一种数字逻辑电路的建模和分析工具，可以帮助用户设计和验证各种数字电路，包括组合逻辑电路、时序逻辑电路和状态机等。

Logic这款工具在颜值和功能方面表现出色，但价格较高。幸运的是，存在一些性价比高的替代方案。

uniapp

uniapp是一个基于Vue.js的跨平台前端应用开发框架，允许开发者使用一套代码发布到iOS、Android、Web（响应式）等多个平台。它还支持各种小程序和快应用平台，使开发者能够灵活应对不同的应用场景。

uniapp的优势在于拥有自己的社区，组件丰富，开发难度低，使得非专职APP开发人员也能快速上手开发自己的应用。

Beyond Compare

Beyond Compare是一个综合的比较工具，可以用于比较文本、文件夹、文件等，帮助用户快速准确地找到差异和相似之处。它支持多种比较方式，包括文本比较、文件夹比较、文件比较等，可以用于管理源代码、保持文件夹同步、比较程序输出结果以及检查光盘备份的精确度。

Linux驱动工程师在学习新开发板驱动时，通常需要使用Beyond Compare进行旧驱动代码的对比，以便快速发现改动之处，这些改动往往是日后开发的重点关注对象。

Git

Git是一个分布式版本控制系统，用于跟踪和管理项目的变更。它由Linus Torvalds于2005年发起并开发，现在已成为开源项目并被广泛使用。使用Git，开发者可以在本地存储项目的版本历史记录，并将其与远程仓库进行同步，以便与其他团队成员共享和协作。它还提供了许多命令和工具，如git init、git add、git commit、git push和git pull等，使得开发者可以轻松地管理他们的代码库。

总之，Git是一个强大的工具，可以帮助开发者更有效地管理和协作，同时提供了更好的灵活性和可扩展性。

Tracealyzer

Tracealyzer的主要特点包括：

• 实时跟踪：可以实时跟踪系统的运行时行为，包括任务执行、中断、定时器和事件等。
• 调试和故障排除：可以捕获系统中的错误和异常，并提供详细的信息和堆栈跟踪，帮助开发人员调试和解决故障。
• 可视化报告：生成详细的可视化报告，包括任务和事件的时间线、性能指标图表和堆栈跟踪等。这些报告可以帮助开发人员更好地理解系统行为并制定优化策略。
• 跨平台支持：支持多种嵌入式平台，包括基于Windows、Linux和实时操作系统的嵌入式设备。

PyCharm

PyCharm是一种专门用于开发Python应用程序的集成开发环境（IDE）。它是一个功能强大的工具，提供了许多功能和特性，以帮助开发者提高效率和创建高质量的Python代码。

Matlab

Matlab是一种用于数学计算和工程应用的编程语言和交互式环境。它由MathWorks公司开发，是一种广泛使用的科学计算语言和工具，应用于科学、工程、金融等多个领域。虽然很多工程师认为Matlab主要用于科研和仿真，但实际上，我们可以通过Matlab的.m语言程序转换成C语言，实现在MCU中运行高级控制算法。此外，图像滤波算法等也可以在Matlab中进行预演，然后再编写相应的C语言代码进行移植实现。