AI 不只是会写代码了：我让它真正操控 STM32 硬件

我写了一个 AI Agent，它能直接操控 STM32 硬件：从代码生成到编译烧录到自动调 Bug，全程不用人管

——开源项目 Gary CLI 技术深度解析：如何用大模型 + Function Calling 构建嵌入式开发的全自动闭环

文章定位：技术深度长文 + 项目宣传 + 能力展示 + 开源引流
阅读对象：嵌入式工程师、AI Agent 开发者、自动化开发爱好者、投资人/潜在合作方

一、写在前面

我是一个嵌入式工程师。

每次开始一个新 STM32 项目，工作流几乎都差不多：打开 STM32CubeMX，点一堆外设配置；生成工程；进 Keil 或者 VS Code 继续写代码；编译；烧录；上电；发现 LED 不亮；开始翻 Reference Manual 查寄存器；改代码；重新编译；重新烧录；再看串口；发现串口也没输出；怀疑时钟树；怀疑 GPIO；怀疑下载器；最后甚至怀疑自己。

一个看起来再简单不过的功能，比如“做一个呼吸灯”，从想法出现到真正跑在板子上，中间往往要花掉几十分钟。真正用于“思考逻辑”的时间其实很少，大部分时间都耗在工具链、配置流程、编译报错、下载流程和硬件联调上。

我一直在想一个问题：

既然大模型已经可以写代码，那它为什么不能继续往前走一步，直接把代码编译、烧录到 STM32 上，再根据真实硬件反馈自动修？

如果它能做到这一点，那么它就不再只是一个“代码补全工具”，而是一个真正意义上的 嵌入式开发 Agent。

于是，我做了 Gary CLI。

它不是一个简单的“让 AI 帮你生成 main.c”的脚本，而是一个可以和 STM32 开发流程真正闭环的 Agent：

• 你用自然语言描述需求

• 它自动理解任务并生成代码

• 它调用工具创建/修改工程

• 它自动编译

• 自动烧录到开发板

• 自动读取真实硬件反馈

• 如果发现不对，继续自我修复

• 直到结果满足目标

换句话说，Gary 试图让 AI 从“会写代码”进化成“真的把硬件做对”。

这篇文章，我不只想展示“我做了一个很酷的项目”，更想完整拆开它背后的设计逻辑：

• 为什么传统嵌入式开发这么耗时？

• 为什么大模型写嵌入式代码仍然不够？

• Gary CLI 的整体架构是怎么设计的？

• Function Calling 在这里到底起了什么作用？

• 硬件在环（HIL）闭环是怎么跑起来的？

• 它现在已经能做到什么？

• 它未来能演进到什么程度？

如果你是嵌入式开发者，我希望你看完之后会有一个感觉：

原来 STM32 开发真的可以被重新定义。

二、为什么我会做 Gary CLI

做嵌入式的人都知道，真正让人疲惫的往往不是“不会写功能逻辑”，而是整个流程太碎、太长、太依赖人工介入。

你要先配置工程，再写代码，再处理编译问题，再连接下载器，再烧录，再观察现象，再定位问题。很多错误甚至不是高级逻辑错误，而是极其机械的流程性错误：

• GPIO 模式配错了

• 定时器时钟没开

• 串口引脚复用错了

• 波特率和时钟树不匹配

• DMA 没初始化

• 下载脚本写错路径

• 工程文件引用丢失

• 编译器选项不一致

这些问题，本质上并不需要人类“创造性思维”来解决，但它们会大量吞噬工程师的时间。

更关键的是，现在大家都在说“AI 写代码”，但在嵌入式开发里，只会写代码其实远远不够。

因为嵌入式开发不是一个纯文本世界。

一个函数写得再漂亮，只要烧到板子上 LED 不亮，它就是失败的。
一个驱动逻辑看起来再合理，只要串口没输出，它就是没完成。
一个 PID 算法推导得再工整，只要电机抖成一团，它就还不能用。

所以我越来越明确地意识到：

嵌入式 AI 的关键，不是“代码生成”，而是“结果闭环”。

也就是说，一个真正有价值的 AI 嵌入式系统，必须具备下面这些能力：

Gary CLI 就是在这个目标下诞生的。

它最初并不是为了“做个项目拿来展示”，而是我真的想解决自己的痛点：

我希望以后做 STM32，不再是我亲自去搬运每一个重复步骤，而是我只负责描述目标，剩下的执行交给 AI。

这件事一旦成立，意义就不只是“省时间”了。

它意味着：

• 嵌入式开发门槛会被降低

• 开发速度会被大幅拉高

• 试错成本会被明显降低

• 原型验证会快很多

• 一个人就能做出过去需要小团队协作完成的东西

从这个角度看，Gary 不是一个“AI 帮我写代码”的工具，而是一个想把 嵌入式开发从手工流水线升级成自治系统 的尝试。

三、Gary CLI 到底是什么

一句话概括：

Gary CLI 是一个面向嵌入式开发的命令行 autonomous agent，它可以把自然语言需求转化为真实的 STM32 工程执行流程，并在真实硬件反馈下持续迭代。

这里面有几个关键词，值得展开说明。

1. 它是 CLI，而不是聊天玩具

我一开始就没打算把 Gary 做成一个“网页上聊两句，然后输出一段代码”的演示系统。

因为真正的开发行为发生在本地环境里：

• 工程文件在本地

• 编译器在本地

• CubeMX/Keil/STM32CubeCLT 在本地

• ST-Link 在本地

• 串口设备在本地

• 开发板就在 USB 口上

所以 Gary 采用 CLI 形态是非常自然的。它可以直接嵌进真实开发环境，而不是停留在一个远离生产流程的展示层。

2. 它不是单次生成器，而是 Agent

单次生成器的特点是：用户提一个需求，模型吐一段代码，任务结束。

Agent 的特点则完全不同。它更像一个“任务执行者”：

• 它要规划步骤

• 它要调用外部工具

• 它要读取中间结果

• 它要基于反馈继续行动

• 它要在失败后重新尝试

Gary 的关键价值就在这里：

它不是一次性回答问题，而是持续推动任务直到完成。

3. 它工作的对象不是纯软件，而是“硬件+软件系统”

这是 Gary 最特别的地方。

很多 AI Coding Agent 本质上还是在文件系统里工作：读代码、改代码、运行测试、修复报错。

而 Gary 面对的是更复杂的对象：

• GPIO

• UART

• SPI / I2C

• ADC

• PWM

• 中断

• 寄存器

• 开发板外设

• 真实电路行为

它必须面对“代码正确但硬件不工作”的现实，这也意味着它必须具备读取硬件反馈并继续行动的能力。

4. 它瞄准的是嵌入式开发闭环

Gary 的价值不是“帮你省掉写一两个函数”，而是把下面这整个闭环串起来：

需求 → 工程生成 → 代码实现 → 构建 → 烧录 → 反馈采集 → 错误修复 → 功能达成

一旦闭环真正跑通，Gary 的上限就不会只是“辅助工具”，而是可能成为一种新的开发范式。

图4：Gary CLI 命令行界面图

图5：Gary 的能力边界示意图

四、为什么普通大模型做不好 STM32 开发

很多人第一反应会是：

“大模型不是已经很会写代码了吗？那直接让它写 STM32 不就行了？”

表面上看，这个想法没错。实际上，问题远比想象中复杂。

1. 大模型只能看到文本，看不到硬件世界

模型生成代码，本质上是在做 token 预测。
它可以根据训练数据推断某个 HAL 函数该怎么写，也可以猜测 GPIO 初始化应该长什么样，但它并不知道：

• 你的板子现在有没有接上

• ST-Link 有没有识别到设备

• 烧录是否真的成功

• 串口有没有真实输出

• 电机有没有动

• LED 到底亮没亮

而嵌入式开发的成败，恰恰取决于这些“文本之外”的现实世界信息。

2. 代码正确不等于系统可用

在 Web 或普通后端开发里，一段代码通过单元测试，通常已经说明它有很高概率可用。

但在嵌入式领域完全不是这样。

你写的代码可能：

• 能编译，但外设不工作

• 能运行，但时序不对

• 能输出，但频率不对

• 能点亮，但占空比不对

• 能通信，但偶发丢包

• 能开机，但中断一来就 HardFault

所以嵌入式开发不能只停留在“源码层正确”，它必须走向“系统层验证”。

3. 普通生成模式没有行动能力

即便模型写得没问题，它也通常没有能力去主动执行：

• 它不会自己调用编译器

• 不会主动打开项目文件

• 不会操作烧录工具

• 不会去读取串口日志

• 不会看失败原因再继续修

没有工具调用能力，大模型永远只是一个旁观建议者，而不是执行者。

4. 没有闭环就没有真正的可靠性

大模型最大的问题不是“第一次会不会写错”，而是“写错之后怎么办”。

人类工程师之所以能把项目做出来，不是因为第一次就全写对，而是因为人类会：

• 看报错

• 改代码

• 再编译

• 再烧录

• 再观察现象

• 再推断问题

• 继续修

这其实就是一个闭环控制过程。

而如果 AI 没有这个闭环，它再聪明也只是一个高质量代码建议器，不是一个真正能完成任务的系统。

所以 Gary 的核心设计方向非常明确：

不是增强模型写代码的能力，而是给模型接上“手”和“眼”，让它具备执行、观察、修复的循环能力。

五、Gary CLI 的核心设计思路

Gary 的系统设计并不是从“怎么把模型接进来”开始的，而是从一个更实际的问题出发：

一个嵌入式任务要被自动完成，到底需要哪些最小能力单元？

我最后把它拆成了几个部分。

1. 自然语言理解层

用户不会用“请生成某个 C 文件的若干函数”这种方式提需求，用户会直接说：

• 帮我做一个 PA5 呼吸灯

• 配置 USART1 以 115200 输出 hello world

• 读取 ADC1 的某一路电压并通过串口打印

• 用 PWM 驱动一个舵机来回摆动

所以第一层一定是自然语言理解。模型需要把这些人类目标转化成结构化任务。

2. 任务规划层

一个嵌入式任务通常不是一步完成的。

比如“做一个呼吸灯”其实包含：

所以 Gary 不能只是“收到需求就立刻写代码”，它要先能规划。

3. 工具调用层

这是 Gary 能从聊天机器人变成 Agent 的关键。

模型本身并不会编译，也不会烧录，更不会读串口。它必须通过工具系统来行动。

比如工具层可能负责：

• 读取和修改工程文件

• 调用 STM32 工具链

• 执行编译命令

• 调用烧录器

• 连接串口读取输出

• 获取寄存器/运行状态

• 分析失败日志

这一步一旦建立，模型就获得了“操作现实世界”的通道。

4. 状态反馈层

Agent 不是一直盲目向前跑，它必须不断读回状态：

• 编译通过了吗？

• 烧录成功了吗？

• 板子有没有响应？

• 串口是否输出预期内容？

• 任务是否真正完成？

没有反馈，后面的自我修复就无从谈起。

5. 自我修复闭环

这是我最看重的一层。

因为一个真正实用的系统，不是“第一次必须成功”，而是“即使第一次失败，也能自己靠反馈逐步逼近正确答案”。

Gary 的目标就是：

• 先执行

• 再观察

• 再诊断

• 再修改

• 再验证

直到完成。

这其实很像把嵌入式开发过程抽象成了一个闭环控制系统，而模型在里面扮演的是高层控制器。

六、Function Calling 在 Gary 里面到底做了什么

很多人提到 Agent，第一反应就是“调用工具”。

但真正把工具调用落到嵌入式开发上之后，你会发现 Function Calling 的意义远不只是“帮模型执行命令”。

它实际上承担了三个核心角色。

1. 把模型的意图转化成可执行动作

模型擅长表达意图，比如：

• 需要创建一个 PWM 工程

• 需要修改某个初始化文件

• 需要编译当前项目

• 需要读取串口输出

• 需要重新烧录目标板

但这些都只是意图。

Function Calling 把这些意图转成结构化调用，让外部系统真正去执行。也就是说，它是从“认知”到“行动”的桥梁。

2. 让模型从自由文本思考进入受约束执行

如果没有 Function Calling，模型很容易陷入“描述怎么做”，而不是“真正去做”。

而一旦有了函数调用机制，模型就会被迫在有限工具集中完成任务，这会让它的执行过程更稳定、更可控，也更容易审计。

比如：

• create_project(…)

• edit_file(…)

• build_project(…)

• flash_firmware(…)

• read_uart(…)

• inspect_registers(…)

这样的函数集合，实际上构成了 Gary 的“行动空间”。

3. 为闭环修复提供可重复的接口

嵌入式自动化最怕的不是失败，而是失败后无法标准化处理。

Function Calling 的价值在于：失败场景也可以被结构化处理。

例如：

• 编译失败 → 调用读取构建日志工具

• 烧录失败 → 调用下载器状态检测工具

• 串口无输出 → 调用串口采集工具

• 输出异常 → 调用代码编辑工具继续修复

这意味着整个闭环不是拍脑袋，而是可以反复跑、可调试、可扩展的。

从这个角度说，Gary 并不是“LLM + 一些脚本”，而是：

LLM 作为高层决策器，Function Calling 作为动作接口层，外部工具作为执行器，真实硬件作为被控对象。

这已经非常接近一个完整自治系统的雏形了。

这里插图建议

图8：Function Calling 调用链示意图
内容建议：用户一句话 → LLM 输出函数调用 → 工具执行 → 返回结果 → LLM 再决策。
作用：帮助 AI 圈读者理解你的系统不是普通 prompt engineering。

图9：真实函数调用日志截图
内容建议：截取一段你系统里的函数调用日志。
作用：这个图的说服力很强，证明不是纸上谈兵。

七、从“生成代码”到“控制硬件”：Gary 的闭环是怎么跑起来的

Gary 最关键的地方，不是它能生成代码，而是它能把“代码生成”推进到“硬件验证”。

这个闭环大致是这样跑的。

第一步：接收目标

用户输入一句自然语言，比如：

帮我用 STM32 做一个呼吸灯，接在 PA5，上电后自动循环亮灭。

Gary 先识别出这是一个具体的嵌入式任务，并提取关键信息：

• 平台：STM32

• 外设：GPIO/定时/PWM

• 引脚：PA5

• 行为：亮度周期变化

• 触发方式：上电自动运行

第二步：规划任务与生成工程修改方案

接着它会规划：

• 当前项目是否已存在

• 是否需要创建或修改 CubeMX 配置

• 应该使用哪种方式实现呼吸效果

• 需要修改哪些源文件

• 需要如何组织主循环或定时中断

第三步：修改代码并触发构建

然后它通过工具去：

• 改工程文件

• 写入控制逻辑

• 执行构建命令

这一步如果编译报错，它不会停在“报错了”，而是继续读取日志并修复。

第四步：烧录到硬件

如果编译通过，就继续烧录固件到开发板。

这是很多“AI 写嵌入式代码”系统根本没有真正做到的一步。
因为一旦真的走到这一步，你面对的就是现实世界，而不是文字游戏。

第五步：采集硬件反馈

烧录后，Gary 需要知道结果对不对。
这时候就要从真实硬件里拿反馈：

• 串口日志

• 运行状态

• 寄存器信息

• 可能还有其他传感/观测方式

第六步：判断是否符合目标

如果目标是“串口输出 hello world”，那它就要检查串口里是不是真的出现了 hello world。
如果目标是“某个功能动作达成”，那它就要根据观测结果判断是否真正成功。

第七步：如果失败，进入自我修复

比如：

• 没有串口输出 → 可能波特率、时钟、引脚复用有问题

• LED 不亮 → 可能 GPIO 模式、管脚映射、时序逻辑有问题

• 程序跑飞 → 可能中断配置或内存访问异常

Gary 会把这些反馈重新喂给模型，再进行下一轮修改。

这时候，它已经不是一个代码生成器，而是真正在执行“感知—决策—行动—再感知”的循环。

八、Gary 已经做到了什么

一个技术项目最怕讲得很大，但拿不出已经完成的能力。

所以这里我更愿意直接说现实一点：Gary 现在已经在做的，不是一个“未来概念”，而是一套已经具备实际执行能力的系统雏形。

根据当前的实现方向，它至少体现出了几个非常关键的能力：

1. 自然语言驱动嵌入式任务

你不需要先手写完整工程逻辑，而是可以先说需求，再让系统开始执行。

这意味着交互方式发生了改变：

过去是“人写实现，机器执行”。
现在是“人写目标，Agent 生成并执行实现”。

2. 能真正接入 STM32 开发流程

Gary 不是停留在“输出一段建议代码”的层面，而是进入到了真实工具链流程：

• 处理工程

• 编译

• 烧录

• 反馈读取

这是它和很多演示型 AI 项目最本质的区别。

3. 开始具备硬件在环自我纠错能力

这点非常关键。

只要系统能基于硬件反馈继续修复，那么它就已经从静态生成器变成了动态闭环系统。
哪怕现在这个能力还在持续增强中，它的方向已经非常明确，而且价值极高。

4. 具备扩展为通用嵌入式 Agent 平台的潜力

如果今天 Gary 可以操作 STM32，明天理论上就可以逐步扩展到：

• 更多 STM32 系列芯片

• 不同 IDE / 工具链

• RTOS 工程

• 多外设联动任务

• 调试器反馈

• 更复杂的传感器与执行器系统

它的想象空间远不只是“自动写一个点灯程序”。

这里插图建议

图8：Gary 已实现能力清单图

九、这个项目真正难的地方，不是写代码，而是把世界接进来

如果只是做一个能生成 STM32 示例代码的助手，其实并不算特别难。

真正难的是：

怎么让一个语言模型稳定地接触真实硬件世界，并且在这个过程中不失控。

这里面至少有几个现实难点。

1. 工具链碎片化

嵌入式开发环境天然是碎片化的：

• 不同芯片系列

• 不同 IDE

• 不同构建系统

• 不同烧录方式

• 不同调试接口

• 不同串口设备命名

• 不同工程目录结构

要让 Agent 稳定工作，就必须把这些差异抽象掉一部分，不然模型根本无法形成稳定执行策略。

2. 现实世界反馈不总是干净的

代码世界里的错误往往是明确的，例如编译器报错会告诉你哪一行有问题。

但硬件世界不是这样。

它可能只是：

• 没反应

• 闪得不对

• 输出乱码

• 偶尔成功

• 上电正常，复位不正常

• 单步正常，全速异常

这些反馈高度模糊，对模型推断能力和系统反馈设计都提出了更高要求。

3. 闭环系统必须控制行动成本

一个 Agent 如果没有边界，很容易陷入无休止重试：

• 一直改代码

• 一直编译

• 一直烧录

• 一直读不到有效反馈

所以系统不仅要能行动，还要能限制行动、评估收益、设定停止条件。

4. 必须在“通用性”和“可靠性”之间做权衡

做得越通用，越容易不稳定。
做得越针对场景，越容易快速跑通。

Gary 的一个现实路线应该是：

先把若干高频 STM32 场景做深做稳，再逐步扩展边界。
而不是一开始就试图吃掉整个嵌入式世界。

十、Gary 为什么可能不只是一个开源项目，而是一种新的方向

我越来越觉得，Gary 真正有价值的地方，不只是“它能帮我省事”，而是它有机会触碰一个更大的方向：

让 AI 真正参与现实世界的工程执行。

过去很多 AI 系统本质上都还停留在信息世界里：

• 写文案

• 写代码

• 总结资料

• 回答问题

• 生成图像

但嵌入式开发不一样，它天然是连接数字世界和物理世界的接口层。
代码最终会变成：

• 电平变化

• 信号输出

• 电机转动

• 传感器采样

• 屏幕刷新

• 执行机构动作

所以如果 AI 能够可靠地进入嵌入式开发链路，那它其实是在迈向一个更大的命题：

AI 不只是理解世界，而是开始操作世界。

从这个视角看，Gary 的潜在意义包括：

• 让硬件原型开发速度显著提升

• 让个人开发者获得更强的工程杠杆

• 让教育场景中的嵌入式学习难度下降

• 让更多非资深工程师也能快速验证硬件创意

• 为更高层次的机器人/自动化系统提供底层开发自治能力

如果未来继续往前走，它甚至可能不只是一个 CLI 工具，而会变成：

• 一套嵌入式自治开发平台

• 一个软硬件一体化开发环境

• 一块为 AI 原生开发准备的控制板

• 一个面向现实系统构建的 Agent 基础设施

这件事的上限，我认为远没有被看到头。

十一、我为什么选择开源

如果只是为了做一个“看起来很厉害”的东西，其实完全可以只做 demo，不必开源。

但我还是选择把 Gary 做成开源项目，因为我希望这件事不仅属于我自己。

一方面，开源是最好的验证方式。
真正有价值的项目，不怕别人看结构，不怕别人跑流程，不怕别人提 issue。相反，只有把它放到真实社区里，才能知道它到底是不是有意义。

另一方面，这个方向本身就值得被更多人一起推进。

AI + Embedded 这件事，今天依然是很早期的。
很多问题没有标准答案，很多基础设施还不存在，很多最佳实践也还没形成。
开源可以让这条路走得更快。

对我来说，开源 Gary 还有一个很现实的原因：

我希望让更多人看到，嵌入式开发并不是只能继续沿用几十年前那套低效率工作方式。

我们完全可以把它重新组织一遍。

这里插图建议

图9：GitHub 仓库截图

十二、如果你也是做嵌入式的，你应该能理解这种感觉

我做 Gary 的过程中，最强烈的感觉其实不是“我做了个炫酷项目”，而是：

我真的不想再重复那些明明可以被自动化掉的事了。

我不想再为了一个简单功能，机械地：

• 点配置

• 改文件

• 编译

• 烧录

• 看报错

• 再改

• 再烧

这些动作本身当然重要，但它们不应该继续大量占据工程师的生命时间。

工程师最有价值的部分，应该放在：

• 定义目标

• 设计系统

• 判断方案

• 做关键取舍

• 验证边界条件

• 创造新东西

而不是一直被困在重复流程里。

所以 Gary 对我来说，不只是一个项目，也是一种很明确的态度：

让机器去承担重复执行，让人回到真正有创造力的位置上。

我觉得这件事，在嵌入式领域尤其值得做。

因为这个行业太久没有被真正意义上的“生产力工具革命”触碰到了。

十三、Gary 接下来会往哪里走

如果只把 Gary 看成“现在能自动做几个 demo”，那就低估它了。

我更关心的是接下来怎么把它往真正可持续的方向推进。

我认为接下来至少有几个重要方向：

1. 提升闭环修复成功率

这决定它是不是一个真正能交付结果的 Agent。

2. 扩展更多 STM32 与外设场景

例如：

• UART

• ADC

• PWM

• I2C/SPI

• DMA

• 定时器

• 多任务/RTOS

3. 增强对硬件反馈的理解能力

比如更丰富的串口日志分析、寄存器状态读取、错误模式归因等。

4. 做出更稳定的技能系统

把常见嵌入式任务沉淀成可复用技能模块，减少每次都从零推理的成本。

5. 从工具走向平台

一旦某些能力足够成熟，Gary 就不该只是一个命令行程序，而应该逐渐变成面向现实开发场景的平台型产品。

这也是我对它最长期的期待。

十四、结语

Gary CLI 这件事，对我来说并不是“给 AI 套个 STM32 外壳”这么简单。

它真正吸引我的地方在于：

它在尝试把语言模型从“会说、会写”推进到“会做、会验证、会修复”。

而嵌入式开发，恰好是最适合验证这件事的土壤之一。
因为这里有明确目标、有真实反馈、有执行链路，也有足够复杂的问题空间。

如果这条路继续走下去，我相信它最终改变的不会只是 STM32 开发效率。
它可能会改变我们理解“AI 工程系统”的方式。

未来的软件 Agent 会越来越多。
但真正有价值的，可能是那些能走出屏幕、接触设备、影响现实结果的 Agent。

Gary 正在朝这个方向走。

而我也希望，有更多人能看到这件事的意义。

如果你对这个项目感兴趣，欢迎来看看、提建议、提 issue，或者一起把这条路走下去。

Gary CLI 目前已经开源。
如果你对 AI Agent、STM32 自动化开发、硬件在环自修复这类方向感兴趣，欢迎交流。
我也很希望认识做嵌入式、Agent、机器人、智能硬件方向的朋友。

项目地址：https://github.com/PrettyMyGirlZyy4Embedded/garycli

官网：https://www.garycli.com

协议：Apache-2.0 开源

如果觉得有用，请给个 ⭐ Star，这是对开源项目最好的支持。

"Just Gary Do it."