RT-Thread Nano版本在STM32G474上的快速移植

news2024/12/25 10:23:30

概述

1 RT-Thread Nano

1.1 Nano版本介绍

1.2 RT-Thread Nano的特点

2 STM32Cube创建项目

2.1 配置参数

2.2 RT-Thread配置

3 RT-Thread适配MCU

3.1 预编译代码

3.2 解决编译错误

3.2.1 配置OS_TICK

3.2.2 使能finsh_config.h

3.3.3 移植FINSH

3.3 配置TICK

4 测试

概述

本文主要介绍RT-Thread Nano版本在STM32G474上的快速移植，笔者详细介绍了移植该系统的每个步骤，已经需要修改的源代码信息。最后在板卡上测试，以验证其功能。

1 RT-Thread Nano

1.1 Nano版本介绍

RT-Thread Nano 是一个极简版的硬实时内核，它是由 C 语言开发，采用面向对象的编程思维，具有良好的代码风格，是一款可裁剪的、抢占式实时多任务的 RTOS。其内存资源占用极小，功能包括任务处理、软件定时器、信号量、邮箱和实时调度等相对完整的实时操作系统特性。适用32 位 ARM 入门级 MCU 。

下图是 RT-Thread Nano 的软件框图，包含支持的 CPU 架构与内核源码，还有可拆卸的 FinSH 组件：

1.2 RT-Thread Nano的特点

RT-Thread Nano 在使用上也非常简单，带给开发者友好的开发体验。

易裁剪：Nano 的配置文件为 rtconfig.h，该文件中列出了内核中的所有宏定义，有些默认没有打开，如需使用，打开即可。具体的配置可见 Nano 版块的 RT-Thread Nano 配置教程。
易添加 FinSH 组件：FinSH 组件可以很方便的在 Nano 上进行移植，而不再依赖 device 框架，只需要对接两个必要的函数即可完成 FinSH 移植。
自选驱动库：可以使用厂商提供的固件驱动库，如 ST 的 STD 库、HAL 库、LL 库等，可以自行选择。
完善的文档：包含内核基础、线程管理 (例程)、时钟管理 (例程)、线程间同步 (例程)、线程间通信 (例程)、内存管理 (例程)、中断管理，以及 Nano 版块的移植教程。

2 STM32Cube创建项目

2.1 配置参数

配置MCU参数，包括系统时钟和UART，配置完成参数后，就可以生成Project

生成的项目固件架构如下：

2.2 RT-Thread配置

使用STM32Cube生成项目后，在Keil中配置RT-Thread，点击如下图标使能RT-Thread

完成配置后，在Keil中可以看见如下代码

3 RT-Thread适配MCU

3.1 预编译代码

首次编译代码后，会看见如下ERROR信息，不要惊慌，下面来分析这些Error log

Log message 列表

compiling board.c...
RTE/RTOS/board.c(47): error: #35: #error directive: "TODO 1: OS Tick Configuration."
#error "TODO 1: OS Tick Configuration."
RTE/RTOS/board.c: 0 warnings, 1 error

compiling finsh_port.c...
RTE/RTOS/finsh_port.c(14): error: #35: #error directive: Please uncomment the line <#include "finsh_config.h"> in the rtconfig.h
#error Please uncomment the line <#include "finsh_config.h"> in the rtconfig.h
RTE/RTOS/finsh_port.c: 0 warnings, 1 error
compiling main.c...

3.2 解决编译错误

3.2.1 配置OS_TICK

根据log提示，在board.c文件中配置TICK

compiling board.c...
RTE/RTOS/board.c(47): error: #35: #error directive: "TODO 1: OS Tick Configuration."
#error "TODO 1: OS Tick Configuration."
RTE/RTOS/board.c: 0 warnings, 1 error

找到代码的位置：

在该函数中添加如下代码：

/**
 * This function will initial your board.
 */
void rt_hw_board_init(void)
{
//#error "TODO 1: OS Tick Configuration."
    /* 
     * TODO 1: OS Tick Configuration
     * Enable the hardware timer and call the rt_os_tick_callback function
     * periodically with the frequency RT_TICK_PER_SECOND. 
     */
    /* 1、系统、时钟初始化 */
    HAL_Init();              // 初始化 HAL 库
    SystemClock_Config();     // 配置系统时钟

    /* 2、OS Tick 频率配置，RT_TICK_PER_SECOND = 1000 表示 1ms 触发一次中断 */
    SysTick_Config(SystemCoreClock / RT_TICK_PER_SECOND);


    /* Call components board initial (use INIT_BOARD_EXPORT()) */
#ifdef RT_USING_COMPONENTS_INIT
    rt_components_board_init();
#endif

#if defined(RT_USING_USER_MAIN) && defined(RT_USING_HEAP)
    rt_system_heap_init(rt_heap_begin_get(), rt_heap_end_get());
#endif
}

3.2.2 使能finsh_config.h

根据log提示，在rtconfig.h文件中使能该配置

compiling finsh_port.c...
RTE/RTOS/finsh_port.c(14): error: #35: #error directive: Please uncomment the line <#include "finsh_config.h"> in the rtconfig.h
#error Please uncomment the line <#include "finsh_config.h"> in the rtconfig.h
RTE/RTOS/finsh_port.c: 0 warnings, 1 error
compiling main.c...

3.3.3 移植FINSH

错误log：

compiling finsh_port.c...
RTE/RTOS/finsh_port.c(24): error: #35: #error directive: "TODO 4: Read a char from the uart and assign it to 'ch'."
#error "TODO 4: Read a char from the uart and assign it to 'ch'."
RTE/RTOS/finsh_port.c: 0 warnings, 1 error

在在rtconfig.h文件中使能该配置

配置串口的相关函数

源代码如下：

#ifdef RT_USING_CONSOLE

static int uart_init(void)
{
//#error "TODO 2: Enable the hardware uart and config baudrate."
    MX_USART1_UART_Init(); 
    return 0;
}
INIT_BOARD_EXPORT(uart_init);

void rt_hw_console_output(const char *str)
{
//#error "TODO 3: Output the string 'str' through the uart."
    rt_size_t i = 0, size = 0;
    char a = '\r';

    __HAL_UNLOCK(&huart1);

    size = rt_strlen(str);
    for (i = 0; i < size; i++)
    {
        if (*(str + i) == '\n')
        {
            HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&a, 1, 1000);
        }
        HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)(str + i), 1, 1000);
    }
}

#endif

串口输入函数接口

配置方法如下：

源代码信息如下：

/*
 * Copyright (c) 2006-2021, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 */

#include <rthw.h>
#include <rtconfig.h>
#include "usart.h"

#ifndef RT_USING_FINSH
#error Please uncomment the line <#include "finsh_config.h"> in the rtconfig.h 
#endif

#ifdef RT_USING_FINSH

RT_WEAK char rt_hw_console_getchar(void)
{
    /* Note: the initial value of ch must < 0 */
    int ch = -1;

    //#error "TODO 4: Read a char from the uart and assign it to 'ch'."

    if (__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_RXNE) != RESET)
    {
        ch = huart1.Instance->RDR & 0xff;
    }
    else
    {
        if(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1, UART_FLAG_ORE) != RESET)
        {
            __HAL_UART_CLEAR_OREFLAG(&huart1);
        }
        rt_thread_mdelay(10);
    }

    return ch;
}

#endif /* RT_USING_FINSH */