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从零开始：用Keil5把PLC逻辑“烧”进STM32的实战全记录

你有没有过这样的经历？
写好了代码，点了“Download”，结果弹出一行红字：“Cannot access target.”
调试器明明插着，线也没接错，板子也供电了——可就是下不进去。

别急，这几乎是每个嵌入式新手都会踩的坑。而今天我们要做的，不只是教会你怎么点那个按钮，而是带你亲手实现一个能跑PLC逻辑的STM32系统，并通过Keil5 下载把它真正“激活”。

我们不讲空话，不堆术语，只走一遍从创建工程到LED随按钮亮灭的真实流程。你会发现，“keil5下载”不是魔法，它是有逻辑、可掌控、必须理解的关键一步。

为什么选Keil5来做PLC仿真？

在工业控制领域，PLC（可编程逻辑控制器）就像大脑，负责读输入、做判断、控输出。但真实PLC价格高、扩展难，学习成本也不低。

那能不能用便宜又灵活的单片机来“模拟”一个PLC？
当然可以！尤其是像STM32F103这类 Cortex-M3 芯片，性能强、外设多、生态成熟，完全能胜任小型PLC的功能仿真。

而在这个过程中，Keil MDK-ARM（俗称Keil5）就成了最顺手的工具链之一：

• 图形化界面友好，配置直观；
• 对 STM32 支持极佳，Flash算法开箱即用；
• 调试功能强大，支持实时变量观察和指令级跟踪；
• “下载”操作一键完成，适合快速迭代。

更重要的是——它能让开发者深入到底层机制，搞清楚每一条GPIO是怎么被驱动的，每一次扫描周期是如何精确控制的。

这不是黑盒操作，这是真正在“造脑”。

我们要做什么？目标系统长这样

先说清楚最终效果：
我们将会搭建一个微型PLC仿真系统，功能非常简单但极具代表性：

当你按下连接到 PA0 的按钮时，PB0 上的 LED 灯点亮；松开则熄灭。

听起来很简单？没错，但它已经包含了PLC的核心工作模式：

1. 输入采样→ 读取PA0电平
2. 逻辑处理→ 判断是否为高
3. 输出刷新→ 控制PB0状态
4. 循环执行→ 每10ms扫描一次

这就是经典的“顺序扫描 + 输出映射”模型，也是所有PLC运行的基础。

硬件连接如下：

PC (Keil5) ↓ USB ST-Link V2 ↓ SWD 接口（SWCLK, SWDIO, GND, VCC） STM32F103RCT6 最小系统板 ├── PA0 ← 按钮开关（上拉，按下接地） └── PB0 → LED + 限流电阻 → GND

软件环境要求：
- Keil MDK-ARM v5.37 或更高版本
- STM32F1xx Device Family Pack 已安装
- ST-Link 驱动正常识别

准备好了吗？我们现在就开始。

第一步：新建工程并配置核心参数

打开 uVision5，点击Project → New uVision Project，保存项目文件后选择芯片型号：STM32F103RCT6。

Keil会自动提示是否添加启动文件（startup_stm32f10x_hd.s），选“是”。接着手动添加必要的源码：

• system_stm32f10x.c—— 系统时钟初始化
• stm32f10x_gpio.c—— GPIO驱动库（如果你没用HAL）

然后在项目中新建main.c，粘贴以下代码：

#include "stm32f10x.h" #include "delay.h" #define PLC_SCAN_CYCLE 10 // 扫描周期 10ms int main(void) { SystemInit(); // 初始化系统时钟（默认72MHz） delay_init(); // 延时函数初始化（基于SysTick） // 开启GPIOA和GPIOB时钟 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // 配置PA0为浮空输入（用于检测按键） GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0; GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct); // 配置PB0为推挽输出（驱动LED） GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); while (1) { uint8_t key_pressed = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_0); if (key_pressed == Bit_RESET) { // 按键按下（低电平） GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0); // 点亮LED } else { GPIO_ResetBits(GPIOB, GPIO_Pin_0); // 熄灭LED } delay_ms(PLC_SCAN_CYCLE); // 固定扫描间隔 } }

💡 注意：这里按键检测使用的是“低电平触发”，因为常见开发板上的按键是接到GND的，配合内部或外部上拉电阻工作。

这个程序虽然短，但结构清晰，体现了PLC的基本行为模型。接下来最关键的一步来了——怎么把它“送进”STM32里？

第二步：搞定“keil5下载”的三大关键设置

很多人以为编译完就能下，其实不然。下载失败90%出在配置环节。我们必须正确设置三个核心部分。

✅ 1. 选择调试器（Debug Tab）

进入Options for Target → Debug选项卡：

• 左侧选择“ST-Link Debugger”
• 点击右侧的“Settings”

在新窗口中切换到“Debug” 子页，确认接口类型为SWD，速度建议设为 1MHz（稳定优先）。
再切到“Flash Download” 子页，勾选“Program”和“Verify”，确保下载后自动校验数据。

✅ 2. 加载正确的 Flash Algorithm

这是最容易出错的地方！

仍在“Flash Download”页面，你会看到一个空白区域写着“No Algorithm Selected”。
点击“Add”按钮，在列表中找到：

STM32F10x High-density Flash

（如果是RC型芯片，请根据Flash大小选择 Medium 或 High Density 版本）

这个Flash Algorithm是什么？
它是Keil用来指导如何擦除、写入特定MCU闪存的一段小程序。没有它，Keil根本不知道该怎么操作STM32的Flash。

一旦加载成功，你会看到类似信息：

Algorithm: STM32F10x_HD.flm [0x08000000 - 0x0807FFFF] Size: 512KB

说明已准备好对主Flash进行编程。

✅ 3. 启用自动运行（Run to main）

仍在Debug Settings中，回到“Debug”子页，勾选：

✔ Reset and Run

这意味着：下载完成后，MCU将自动复位并跳转到main函数运行，无需你手动按复位键。

这对调试非常友好，尤其当你反复修改代码时，F8一下就能看到最新效果。

第三步：编译 → 下载 → 验证

现在回到主界面，点击Build（F7）编译整个工程。

如果一切顺利，底部Build Output会显示：

".\output\plc_sim.axf" - 0 Error(s), 0 Warning(s).

恭喜，可以下载了！

按下F8或点击工具栏上的“Download”图标，你会在Output Window看到如下流程：

Erase Done. Programming... Program Done. Verify OK.

几秒钟后，程序已写入Flash，并开始运行！

此时操作按钮，观察LED是否响应。如果一切正常，你就完成了人生第一个基于Keil5的PLC仿真部署。

常见问题与避坑指南（亲测有效）

别高兴太早，现实往往更复杂。以下是我在教学中总结的高频故障清单，附带解决方案：

📌最佳实践建议：

1. 使用独立电源给STM32供电，避免ST-Link供电能力不足导致不稳定；
2. 在代码开头加一段“启动指示”：
   c for(int i=0; i<5; i++) { GPIO_ToggleBits(GPIOB, GPIO_Pin_0); delay_ms(200); }
   这样一眼就能看出程序是否真的跑起来了；
3. 写一个debug_init.ini初始化脚本，放在“Initialization File”中，提前关闭看门狗、配置时钟等。

keil5下载的本质：不只是“烧程序”

你以为“keil5下载”只是把.hex文件写进Flash？
其实背后是一整套精密协作机制：

1. 通过SWD协议，Keil与目标MCU建立JTAG-like通信；
2. 暂停CPU运行，进入调试状态；
3. 将Flash算法下载到SRAM并执行，获得对存储器的控制权；
4. 分页擦除原程序区域，再逐块写入新的机器码；
5. 执行校验比对，确保烧录数据准确无误；
6. 释放控制权，跳转至复位向量或main函数。

整个过程依赖于调试接口 + Flash算法 + 目标运行时环境三者的协同。任何一个环节断裂，都会导致失败。

这也是为什么——
同样是STM32，有人轻松下载，有人折腾半天都连不上。
差的不是工具，是对底层机制的理解深度。

从这里出发：你能走多远？

掌握了“keil5下载”，你就拿到了嵌入式世界的入场券。但这仅仅是起点。

你可以继续拓展的方向包括：

• 加入Modbus RTU通信，让这个“软PLC”能被HMI或上位机读取；
• 实现定时中断扫描，替代delay_ms，提升实时性；
• 构建简单的梯形图解释器，支持类似Codesys的图形化编程前端；
• 集成Bootloader，实现远程固件升级（OTA）；
• 接入FreeRTOS，模拟多任务PLC扫描周期；
• 使用UV4命令行工具，将下载过程自动化，融入CI/CD流程。

这些都不是遥不可及的技术，它们都建立在你今天学会的这一套基础流程之上。

最后的话：动手才是硬道理

这篇文章没有华丽辞藻，也没有故弄玄虚的概念堆砌。
我们只做了一件事：从零开始，把一段PLC风格的代码，通过keil5下载，真正运行在一块STM32板子上。

你可能还会遇到各种问题，比如驱动装不上、算法加载失败、程序跑飞……
但请记住：每一个报错都是成长的机会。

下次当你再看到“Download Failed”时，不要慌，打开Settings，一步步排查：

• 调试器连了吗？
• 接口选对了吗？
• Flash算法匹配吗？
• 供电稳吗？
• 复位正常吗？

把这些问一遍，答案自然浮现。

正如一位老工程师所说：“会用Keil下载的人很多，但懂它为什么能下载的人，才能走得更远。”

现在，轮到你动手了。
拿起你的开发板，打开Keil5，按下F8，让第一行PLC逻辑，在你的掌控之下运转起来。

如果你在实现过程中遇到了其他挑战，欢迎在评论区分享讨论。