航顺 HK32 开发指南

编制日期 2026-10-14

从产品选型、环境搭建、外设开发到固件下载与 SWD 调试 —— 一份面向工程落地的主芯片开发手册

报告总结

航顺（HK32MCU）是国内出货量最大的 ARM Cortex-M 国产 MCU 之一，二十九大家族覆盖了从指甲盖大小的超低功耗入门芯片到 168MHz 工业级高性能 MCU 的全部档位。本文档把从选型到量产的完整开发链路串成一条线：先帮你判断该选 HK32 的哪一族、用哪套工具链，再逐个讲清时钟、GPIO、中断、定时器、串口、SPI/I2C、ADC、Flash 下载、SWD 调试、低功耗与启动机制，最后给出从 STM32 迁移、故障排查和设计核查清单三类「拿来即用」的速查内容。

结论：对于绝大多数 STM32F103 存量项目，HK32F103 系列可以引脚兼容（PTP）＋软件兼容地直接平替 —— 沿用 Keil + STM32 标准外设库（或 CubeMX 生成代码）即可上手，真正需要修改的只有芯片型号、Flash 容量与个别外设差异。本文档的所有外设寄存器与库函数均以航顺官方数据手册 / 用户手册为最终依据，文中速查表与代码片段用于建立开发直觉，量产设计请以最新版手册为准。

1 · 范围与约定

先说清这份文档管到哪里、不管哪里，以及文中术语和数据的出处，避免后续各章产生歧义。

1.1 覆盖范围

本文档面向第一次接触航顺（HK32MCU）芯片、或准备把存量 STM32 项目平移到 HK32 的工程师，覆盖从选型到量产上线的完整开发链路：

• 选芯片：二十九大家族的内核、档位、封装与兼容性定位；
• 搭环境：Keil MDK / IAR EWARM / GCC + VS Code 三条工具链，以及官网 SDK 与设备支持包；
• 写固件：时钟、GPIO、中断、定时器、串口、SPI/I2C、ADC 等核心外设的开发范式；
• 下程序：SWD 烧录、UART ISP、IAP 与 Option Bytes（读保护）；
• 调问题：SWD/JTAG 调试、低功耗、启动机制、硬件设计要点；
• 速查表：从 STM32 迁移、故障排查、设计核查清单、封装引脚与资料来源。

1.2 不覆盖什么

为避免范围失控，以下主题本文档不展开，必要时给出官方入口或相邻章节跳转：

• 具体型号寄存器的逐位定义：以对应芯片的《数据手册》《用户手册》为准，本文只在附录 C 给常用位定义索引；
• RISC-V 车规 SoC（HK32A040/A470/AUTO39A）的底层驱动：其工具链与 SDK 独立于 Cortex-M 系列，本文仅作选型提示，不展开寄存器级开发；
• RTOS、文件系统、GUI、协议栈等中间件：与 MCU 厂商无关，按通用方法接入即可；
• PCB Layout 与 EMC 完整设计：仅在第 17 章给硬件设计要点，不替代完整硬件设计规范；
• 量产烧录产线与加密授权：仅在第 13、20 章给原则，不替代产线方案。

1.3 版本与术语约定

1.4 事实来源与免责

来源：航顺官网产品中心（www.hsxp-hk.com/product）、OpenEdv《航顺 MCU 开发入门及常见问题汇总》、世强硬创平台 HK32F103 资料页。

2 · 产品家族与选型

HK32 二十九大家族按内核与定位分为经济型、主流型、低功耗型、高性能型、车规级与专用型。这一章帮你快速收敛到两三款候选，再进入工具链章节。

2.1 二十九大家族总览

航顺以「通用 + 专用」双线布局，内核覆盖 ARM Cortex-M0 / M3 / M4 与 RISC-V。下表按定位归类，选型时在「内核 / 主频 / Flash / 封装」四列先圈定档位：

2.2 按内核分四档

内核决定工具链、性能天花板与生态，是选型的第一道筛选：

• Cortex-M0：最低成本与功耗，适合小家电、传感器节点、替代 8/16 位 MCU；无硬件除法、中断响应慢于 M3/M4。
• Cortex-M3：HK32F103 系列是「平替 STM32F103」的主力，生态最成熟，标准外设库与 STM32 几乎一致。
• Cortex-M4（F4）：带 FPU 与 DSP 指令，适合电机 FOC、数字电源、HMI 等算力敏感场景。
• RISC-V 车规：A 系列面向汽车电子，工具链与 SDK 独立，本文不展开寄存器级开发。

2.3 选型决策树

2.4 主力型号速查

下列是在 STM32 平替与通用控制场景中最常被选到的型号，Flash / SRAM 为常见子型号值，量产请以具体后缀的数据手册为准：

2.5 与 STM32F103 的兼容定位

2.6 选型时的资源核算

选定内核与主频后，还要按实际用量核对资源，避免「Flash 够但 RAM 不够」这类后期才发现的问题：

2.7 国产替代的常见顾虑

来源：航顺官网产品中心、OpenEdv 航顺训练营、选型与资源核算工程经验。

3 · 开发工具链

HK32 是标准 ARM Cortex-M，生态与 STM32 高度重合：Keil MDK、IAR EWARM、GCC 三条路都能走。这一章帮你按团队现状选工具链，并说清授权与设备包两个最容易卡住新人的点。

3.1 三条工具链对比

3.2 Keil MDK 安装与授权

1. 安装 MDK：从 Keil 官网下载 MDK（含 uVision），按向导安装，建议装在默认路径。
2. 装 HK32 设备包：打开 Pack Installer（工具栏小盒子图标），搜索 HK32 或 Hangshun 安装对应 DFP；若 Pack 仓库未收录，从航顺官网下载 HK32 DFP 后手动导入（详见 3.5）。
3. 授权：未授权时以 MDK-Lite 运行（32KB 限制）。超过限制需购买授权并在 File → License Management 输入 LIC。
4. 验证：新建工程时应能在 Device 列表里搜到 HK32F103 系列，说明设备包生效。

3.3 IAR EWARM

IAR 对 HK32 的支持同样依赖设备描述文件。操作要点：

• 安装 EWARM 后，在 Project → Options → General Options → Device 选择 HK32 对应型号（或借用 STM32F103 描述后微调）；
• 免费 Kickstart 版限制 32KB，超过需商业授权；
• 调试走 J-Link 或 I-jet，协议配置与 Keil 类似。

3.4 GCC + VS Code

完全免费的路线，适合做持续集成与跨平台开发：

• 工具链：安装 ARM GNU Toolchain（arm-none-eabi-gcc），并把 bin 目录加入 PATH；
• 编辑器：VS Code + C/C++、Cortex-Debug 扩展；
• 调试：OpenOCD 提供 GDB Server，launch.json 里用 cortex-debug 连接 CMSIS-DAP / J-Link；
• 构建：用 Makefile 或 CMake 管理（第 5 章给最小 Makefile 骨架）。

3.5 设备支持包（Pack / DFP）

3.6 工程模板与目录组织

不论哪条工具链，把工程文件按职责分目录是长期可维护的基础。推荐结构：

Project/
├── BSP/            # 板级支持：LED/按键/传感器/屏（与业务无关的硬件封装）
├── App/            # 业务逻辑：状态机/协议/算法
├── Middleware/     # 中间件：RTOS / 协议栈 / 文件系统
├── Drivers/        # 外设驱动：UART/SPI/I2C/ADC 封装
├── Libraries/      # SDK：CMSIS + StdPeriph（官方原样，不改）
├── Startup/        # 启动文件 + 链接脚本
├── User/           # main.c 与全局配置
└── Output/         # 编译产物（应加入 .gitignore）

3.7 编译选项要点

3.8 工具链常见坑位

来源：航顺官网「开发资料汇总」、OpenEdv 航顺开发入门帖、Keil/IAR/GCC 实测。

4 · 软件开发包与固件库

HK32 提供「标准外设库」风格的 SDK，API 与 STM32 标准外设库高度一致。这一章讲清 SDK 怎么拿、目录怎么看，以及寄存器 / 标准库 / HAL 三种写法的取舍。

4.1 固件库与 HAL 怎么选

4.2 从官网获取 SDK

1. 打开航顺官网 www.hsxp-hk.com → 进入「资料下载 / 开发资料」；
2. 按芯片系列下载对应开发资料包（如 HK32F103xx 系列开发资料），通常含 SDK、例程、数据手册、用户手册、仿真器驱动；
3. 解压后得到「标准库 / 例程 / 文档 / 工具」等目录，SDK 与例程是后续建工程的基础；
4. 将 SDK 中 CMSIS、StdPeriph_Driver、Startup 拷贝到工程目录（或保持相对路径引用）。

4.3 SDK 目录结构

典型 HK32 标准库 SDK 的目录如下（以 HK32F103 为例）：

HK32F103xx_StdPeriph_Lib/
├── Libraries/
│   ├── CMSIS/              # 内核头文件、启动文件、系统时钟
│   │   ├── Device/         # HK32F103.h、system_hk32f1xx.c、startup_hk32f103*.s
│   │   └── Include/        # core_cm3.h 等内核头
│   └── HK32F1xx_StdPeriph_Driver/   # 外设驱动库
│       ├── inc/            # hk32f1xx_gpio.h 等
│       └── src/            # hk32f1xx_gpio.c 等
├── Project/               # 官方例程（GPIO/UART/TIM/ADC…）
├── Utilities/             # 评估板组件（可选）
└── 文档/                  # 数据手册、用户手册、应用笔记

4.4 代码形态对比

同一个「开 PC13 推挽输出」操作，三种写法对照：

/* 1) 寄存器直接写 */
RCC->APB2ENR |= (1 << 4);            // 使能 GPIOC 时钟
GPIOC->CRL   = (GPIOC->CRL & 0xFF0FFFFF) | 0x00100000;  // PC13 推挽 50MHz
GPIOC->BSRR  = (1 << 13);             // 置 1（灭，低电平点亮时相反）

/* 2) 标准外设库（推荐） */
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE);
GPIO_InitTypeDef gi = {0};
gi.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_13;
gi.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_Out_PP;     // 推挽输出
gi.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &gi);
GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_13);

/* 3) HAL（借用 STM32F1 风格） */
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
GPIO_InitTypeDef g = {0};
g.Pin   = GPIO_PIN_13;
g.Mode  = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
g.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOC, &g);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);

4.5 从 STM32 平移代码的对照

因为 HK32F103 与 STM32F103 地址映射一致，绝大多数代码只需改芯片型号宏与头文件名。下表给出常见符号的对应关系：

4.6 固件库版本管理

SDK 会随官网更新，务必在自己的工程里锁版本，否则换台电脑编译行为就变了：

• SDK 原样拷贝进工程（Libraries/），不要在多处引用同一份全局 SDK，避免改一份影响所有工程；
• 用 Git 管理，SDK 目录打 tag 标记版本（如 hk32f1xx_stdperiph_vX.Y）；
• 在工程根放一个 SDK_版本号 .md，记录 SDK 版本、来源（官网哪个包）、拷贝日期；
• 不要直接改 SDK 源码——需要改行为时，在 BSP/ 或 App/ 里包一层，而不是改 Libraries/，否则升级 SDK 时冲突无穷。

来源：航顺官网 HK32F103xx 开发资料包（标准外设库例程）、STM32→HK32 平移实测。