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2026-07-24
1286
4.8m

L5 CMake 构建系统实践 ​

实验目标

建立 buzzer 模块，为它声明头文件和 stm32cubemx 依赖，再由顶层目标链接并调用。完成后再查看实践参考答案。

实践作业：用 CMake 驱动蜂鸣器 ​

背景介绍 ​

我们为你准备了一个初始的 STM32 仓库代码。

请至钉钉文档查看附件《stm32_cmake.zip》。

这是一个用 STM32CubeMX 生成的、包含基础 PWM 配置的 CMake 工程。在这个工程的根目录下，有一个我们预先写好的 buzzer 文件夹，里面包含了控制蜂鸣器发声的底层代码。

目前的文件结构如下：

plaintext
Buzzer_CMake_Lab/
├── CMakeLists.txt         <-- 顶层总控制台 (由CubeMX生成)
├── Core/
│   └── Src/main.c         <-- 你的主程序
└── buzzer/                <-- 我们写好的蜂鸣器模块！
    ├── include/
    │   └── buzzer.h       <-- 蜂鸣器头文件
    └── src/
        └── buzzer.c       <-- 蜂鸣器源文件

你的终极任务是： 用你刚刚学到的 CMake 知识，把这个游离在系统之外的 buzzer 模块变成一个标准的 CMake “目标 (Target)”，把它链接到主程序中，并让你的板子唱出声音！

任务一：在子目录建立“施工图纸” ​

目前，buzzer 文件夹就像一盘散沙，CMake 根本不知道它的存在。你需要进入 buzzer/ 文件夹，告诉 CMake 如何把里面的 .c 和 .h 文件打包成一个库。

步骤提示：

  1. 在 buzzer/ 目录下，新建一个文件，命名为 CMakeLists.txt。

  2. 使用 add_library() 命令，创建一个名为 buzzer_lib 的库目标，并将 src/buzzer.c 加入其中。

  3. 使用 target_include_directories() 命令，告诉 CMake 这个库的头文件在哪里。注意：为了让主程序也能找到 buzzer.h，记得使用 哪个权限关键字？（提示：PUBLIC, PRIVATE 还是 INTERFACE？）

  4. 使用target_link_libraries()命令，为这个需要依赖stm32cubemx库的库目标添加链接指向stm32cubemx

任务二：在顶层总管处“登记造册” ​

现在你已经造好了 buzzer_lib 这个引擎，接下来需要回到项目的根目录，在顶层的 CMakeLists.txt 中指挥全局，把引擎安装到你的机器（主程序）上。

步骤提示：

  1. 打开根目录下的 CMakeLists.txt。

  2. 往下翻，找到 CubeMX 预留的注释区域，或者直接拉到文件的最末尾。

  3. 使用 add_subdirectory() 命令，告诉 CMake 去处理 buzzer 文件夹。

  4. 找到你的主程序目标（在 CubeMX 生成的文件中，通常使用 ${CMAKE_PROJECT_NAME} 变量代表目标名）。

  5. 使用 target_link_libraries() 命令，将主程序目标与你的 buzzer_lib 链接起来！

注意：每次用 CubeMX 重新生成代码时，它可能会重写 CMakeLists.txt 的部分内容。为了防止你的代码被删掉，建议将手写的 CMake 代码放在文件最末尾，或者放在 _# USER CODE BEGIN_ 和 _# USER CODE END_ 之间。

添加完成后，记得点击重置缓存按钮 (或者点击右上角带有刷新箭头的 CMake 图标)！如果下面的构建窗口没有报错，说明你成功了！

微信图片_20260226002554_694_1.png

任务三：奏响代码的乐章 ​

万事俱备，只欠东风。现在构建系统已经被你完美打通，你可以像调用标准库一样调用我们写好的蜂鸣器函数了。

步骤提示：

  1. 打开 Core/Src/main.c。

  2. 在文件开头的 /* USER CODE BEGIN Includes */ 区域，包含头文件 #include "buzzer.h"。 (如果 CLion 没有画红波浪线，还会自动代码补全，说明你的 CMake 链接完美成功！)

  3. 往下拉，找到 main 函数里的 while (1) 循环。

  4. 在 while (1) 的 /* USER CODE BEGIN 3 */ 区域里，调用发声函数。例如：让蜂鸣器以 1000Hz 响 500ms，然后静音 500ms。（可以搭配 HAL_Delay() 使用）。

  5. 点击右上角的绿色小锤子（Build）并运行（或点击下载按钮通过 Ozone 烧录）。

(附：_buzzer_play_tone(uint16_t freq)_ 函数接受一个频率值，传入 0 表示静音)

进阶挑战 ​

如果你已经成功让蜂鸣器发出“滴——滴——”的声音，恭喜你，你已经熟练掌握了现代 C/C++ 项目管理的精髓！

来点更好玩的： 既然你能控制频率 (freq) 和延时 (HAL_Delay)，你完全可以用它来演奏一首简单的曲子！ 你可以去网上搜索一下音符对应的频率（比如中音 Do 是 523Hz，Re 是 587Hz）。

尝试在 main.c 里写一个数组存放《两只老虎》或者《超级玛丽》的音高和节拍，写一个 for 循环把它播放出来。如果你做出来了，欢迎带着板子来找学长学姐炫耀！

学长寄语： 刚开始接触 CMake 时，可能会觉得写这些配置文件很繁琐，远不如在 IDE 里右键 "Add files..." 来得直接。但当你以后面对包含数百个文件、多人协同开发的大工程时，你会无比庆幸今天学会了用 CMake 这种高度工程化、模块化的方式来管理代码。加油！

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