RT-Thread移植到stm32

一、移植RT-Thread准备

  1. RT-Thread源码
    源码版本和下载方式，可以参考RT-Thread移植入门学习。

  2. keil软件

  3. STM32工程项目模板
    因为每一厂家提供的库文件可能有一些区别，在移植时可能会出现各种不同的问题，对于刚了解RT-Thread的小伙伴不友好，所以我已经将之前创建好的项目模板放在百度网盘了，当然也可以参考STM32新建模板之库文件，百度的下载连接是：https://pan.baidu.com/s/1_H3l4Dy5aZHfZ_FirBjgtA ，提取码是：vbzt

  4. STM32F103C8T6开发版
    想要购买通关开发版的我也提供了卖家的连接，需要的小伙伴可以参考STM32零基础入门教程

二、RT-Thread 帮助文档

这里我移植的是标准版，当然需要移植的组件也是很多的，我们从内核开始移植，然后在进行外设的移植。学习RT-Thread 过程中有什么不明白的可以参考官方提供的帮助文档。
RT-Thread标准版文档：https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/basic/basic?id=rt-thread-内核配置示例

移植RT-Thread的内核有两种方法，一种是通过keil提供的插件进行一起，一种是通过下载官方的源码进行移植，这里主要是了解通过源码的方式进行移植，这样在后面进行外设的移植时比较方便。

三、使用keil提供的工具进行移植

  1. 打开模板工程

  2. 通过keil下载RT-Thread内核接口

  3. 添加RT-Thread

  4. 添加完成后项目工程中会增加一个RTOS路径

  5. 编译，编译完成后会发现两个错误

    注意：这里主要的错误是在board.c文件中，声明了SystemCoreClockUpdate(void)方法和SystemCoreClock变量，但是没有对进进行定义导致的错误。

  6. 函数SystemCoreClockUpdate()

    这个函数主要是用于获取SystemCoreClock 定时器和处理器的频率，这一我们只是想测试一下移植的效果我们可以不用对其进行实现，我们会在下次笔记中进行分析。当然有在system_stm32fqox.c文件中已经实现了，这里就不会出现这样的错误，现在的解决办法比较简单，在文件最后定义一下这个函数即可。

  7. SystemCoreClock变量
    SystemCoreClock是当前系统时钟评率，并且是通过函数SystemCoreClockUpdate()中获取的，这里我们也不用过多了解，因为不同的库文件对系统时钟频率的命名是不一样的，比如我现在使用库文件的命名如下图所示：

    从图中可知，SystemFrequency的时钟频率是通过变量SYSCLK_FREQ_72MHz的赋值，所有我们只需要知道当前系统的频率赋值给SystemCoreClock变量即可。

  • 解决办法
    • 在board.c文件中引入头文件stm32f10x.h
    • 在函数rt_hw_board_init（）中定义SystemCoreClock变量并赋值。

  1. 开启堆内存

    打开的方式比较简单，只需要在rtconfig.h文件中取消RT_USING_HEAP宏的注释即可

  2. 在次编译，这次编译即便会发现没有错误了，其中的警告我们先忽视。

  3. 编写主程序，在线程中进行led灯闪烁，main.c文件如下所示


#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include <rtthread.h>


int main(void)
{  
    
	LED_GPIO_Config();

	while (1)
	{	 
		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
		rt_thread_delay(1000);	// 延时1000 ms
		GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12 );
		rt_thread_delay(1000);	// 延时1000 ms
	}
}

到这里我们便可以简单的使用RT-Thread的延时函数进行led的闪烁试验了。

四、通过官方源码移植

  1. 在模板工程中创建RT_Thread、RT_Thread/kernel、board文件

  2. 将源码路径下的include和src文件拷贝到创建的RT_Thread/kernel文件中

  3. 将路径libcpu\arm中的cortex-m3文件拷贝到创建的RT_Thread文件中

    注意：这里拷贝的是项目架构文件，因为我这里使用的是M3的芯片，小伙们需要根据自己的芯片类型拷贝相应的文件

  4. 在board文件中创建board.c和rtconfig.h文件

  5. 添加源码到工程组文件

  6. board.c文件，相信这个文件已经不陌生了，没错我们将上一流程更改的内容拷贝过来

/*
 * Copyright (c) 2006-2019, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2017-07-24     Tanek        the first version
 * 2018-11-12     Ernest Chen  modify copyright
 */
 
#include <stdint.h>
#include <rthw.h>
#include <rtthread.h>
#include "stm32f10x.h"

#define _SCB_BASE       (0xE000E010UL)
#define _SYSTICK_CTRL   (*(rt_uint32_t *)(_SCB_BASE + 0x0))
#define _SYSTICK_LOAD   (*(rt_uint32_t *)(_SCB_BASE + 0x4))
#define _SYSTICK_VAL    (*(rt_uint32_t *)(_SCB_BASE + 0x8))
#define _SYSTICK_CALIB  (*(rt_uint32_t *)(_SCB_BASE + 0xC))
#define _SYSTICK_PRI    (*(rt_uint8_t  *)(0xE000ED23UL))

// Updates the variable SystemCoreClock and must be called 
// whenever the core clock is changed during program execution.
extern void SystemCoreClockUpdate(void);

// Holds the system core clock, which is the system clock 
// frequency supplied to the SysTick timer and the processor 
// core clock.
extern uint32_t SystemCoreClock;


static uint32_t _SysTick_Config(rt_uint32_t ticks)
{
    if ((ticks - 1) > 0xFFFFFF)
    {
        return 1;
    }
    
    _SYSTICK_LOAD = ticks - 1; 
    _SYSTICK_PRI = 0xFF;
    _SYSTICK_VAL  = 0;
    _SYSTICK_CTRL = 0x07;  
    
    return 0;
}

#if defined(RT_USING_USER_MAIN) && defined(RT_USING_HEAP)
#define RT_HEAP_SIZE 1024
static uint32_t rt_heap[RT_HEAP_SIZE];     // heap default size: 4K(1024 * 4)
RT_WEAK void *rt_heap_begin_get(void)
{
    return rt_heap;
}

RT_WEAK void *rt_heap_end_get(void)
{
    return rt_heap + RT_HEAP_SIZE;
}
#endif

/**
 * This function will initial your board.
 */
void rt_hw_board_init()
{
	uint32_t SystemCoreClock = 72000000;
	
    /* System Clock Update */
    SystemCoreClockUpdate();
    
    /* System Tick Configuration */
    _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
}

void SysTick_Handler(void)
{
    /* enter interrupt */
    rt_interrupt_enter();

    rt_tick_increase();

    /* leave interrupt */
    rt_interrupt_leave();
}

void SystemCoreClockUpdate(void)
{

}
  1. 拷贝rtconfig.h文件，同样是将上一流程中更改的内容拷贝过来
/* RT-Thread config file */

#ifndef __RTTHREAD_CFG_H__
#define __RTTHREAD_CFG_H__

#if defined(__CC_ARM) || defined(__CLANG_ARM)

#if defined(RTE_USING_FINSH)
#define RT_USING_FINSH
#endif //RTE_USING_FINSH

#endif //(__CC_ARM) || (__CLANG_ARM)

/**
 * RT-Thread 内核部分
 */
 
/* 表示内核对象的名称的最大长度，若代码中对象名称的最大长度大于宏定义的长度，
 * 多余的部分将被截掉。*/
#define RT_NAME_MAX    8

/* 字节对齐时设定对齐的字节个数。常使用 ALIGN(RT_ALIGN_SIZE) 进行字节对齐。*/
#define RT_ALIGN_SIZE   4

/* 定义系统线程优先级数；通常用 RT_THREAD_PRIORITY_MAX-1 定义空闲线程的优先级 */
#define RT_THREAD_PRIORITY_MAX  32

/* 定义时钟节拍，为 100 时表示 100 个 tick 每秒，一个 tick 为 10ms */
#define RT_TICK_PER_SECOND  1000

/* 检查栈是否溢出，未定义则关闭 */
#define RT_USING_OVERFLOW_CHECK

/* 定义该宏开启 debug 模式，未定义则关闭 */
#define RT_DEBUG

/* 开启 debug 模式时：该宏定义为 0 时表示关闭打印组件初始化信息，定义为 1 时表示启用 */
#define RT_DEBUG_INIT 1

/* 开启 debug 模式时：该宏定义为 0 时表示关闭打印线程切换信息，定义为 1 时表示启用 */
#define RT_DEBUG_THREAD 0

/* 定义该宏表示开启钩子函数的使用，未定义则关闭 */
#define RT_USING_HOOK

/* 定义了空闲线程的栈大小 */
#define IDLE_THREAD_STACK_SIZE 256



/**
 * 线程间同步与通信部分，该部分会使用到的对象有信号量、互斥量、事件、邮箱、消息队列、信号等。
 */

/* 定义该宏可开启信号量的使用，未定义则关闭 */
#define RT_USING_SEMAPHORE

/* 定义该宏可开启互斥量的使用，未定义则关闭 */
//#define RT_USING_MUTEX

/* 定义该宏可开启事件集的使用，未定义则关闭 */
//#define RT_USING_EVENT

/* 定义该宏可开启邮箱的使用，未定义则关闭 */
#define RT_USING_MAILBOX

/* 定义该宏可开启消息队列的使用，未定义则关闭 */
//#define RT_USING_MESSAGEQUEUE

/* 定义该宏可开启信号的使用，未定义则关闭 */
//#define RT_USING_SIGNALS



/**
 * 内存管理部分
 */

/* 开启静态内存池的使用 */
// RT_USING_MEMPOOL

/* 定义该宏可开启两个或以上内存堆拼接的使用，未定义则关闭 */
//#define RT_USING_MEMHEAP

/* 开启小内存管理算法 */
#define RT_USING_SMALL_MEM

/* 关闭 SLAB 内存管理算法 */
//#define RT_USING_SLAB

/* 开启堆的使用 */
#define RT_USING_HEAP



/**
 * 内核设备对象
 */
 
 /* 表示开启了系统设备的使用 */
//#define RT_USING_DEVICE
 
/* 定义该宏可开启系统控制台设备的使用，未定义则关闭 */
#define RT_USING_CONSOLE
 
/* 定义控制台设备的缓冲区大小 */
#define RT_CONSOLEBUF_SIZE          128
 
/* 控制台设备的名称 */
//#define RT_CONSOLE_DEVICE_NAME "uart1" 
 
 
 
/**
 * 自动初始化方式
 */ 
 
/* 定义该宏开启自动初始化机制，未定义则关闭 */
#define RT_USING_COMPONENTS_INIT

/* 定义该宏开启设置应用入口为 main 函数 */
#define RT_USING_USER_MAIN

/* 定义 main 线程的栈大小 */
#define RT_MAIN_THREAD_STACK_SIZE     2048



/**
 * FinSH
 */ 

/* 定义该宏可开启系统 FinSH 调试工具的使用，未定义则关闭 */
//#define RT_USING_FINSH

/* 开启系统 FinSH 时：将该线程名称定义为 tshell */
//#define FINSH_THREAD_NAME "tshell"

/* 开启系统 FinSH 时：使用历史命令 */
//#define FINSH_USING_HISTORY

/* 开启系统 FinSH 时：对历史命令行数的定义 */
//#define FINSH_HISTORY_LINES 5

/* 开启系统 FinSH 时：定义该宏开启使用 Tab 键，未定义则关闭 */
//#define FINSH_USING_SYMTAB

/* 开启描述功能 */
//#define FINSH_USING_DESCRIPTION

/* 开启系统 FinSH 时：定义该线程的优先级 */
//#define FINSH_THREAD_PRIORITY 20

/* 开启系统 FinSH 时：定义该线程的栈大小 */
//#define FINSH_THREAD_STACK_SIZE 4096

/* 开启系统 FinSH 时：定义命令字符长度 */
//#define FINSH_CMD_SIZE 80

/* 开启系统 FinSH 时：定义该宏开启 MSH 功能 */
//#define FINSH_USING_MSH

/* 开启系统 FinSH 时：开启 MSH 功能时，定义该宏默认使用 MSH 功能 */
//#define FINSH_USING_MSH_DEFAULT

/* 开启系统 FinSH 时：定义该宏，仅使用 MSH 功能 */
//#define FINSH_USING_MSH_ONLY



/**
 * 关于 MCU
 */ 

/* 定义该工程使用的 MCU 为 STM32F103ZE；系统通过对芯片类型的定义，来定义芯片的管脚 */
//#define STM32F103ZE

/* 定义时钟源频率 */
//#define RT_HSE_VALUE 8000000

/* 定义该宏开启 UART1 的使用 */
//#define RT_USING_UART1


#endif

  1. 编译，这是会发现找不到RTE_Components.h文件

    因为这个是之前keil软件中的头文件，编译的时候会自动生成，这里我们不需要，直接删除这个引用即可。

  2. main.c文件


#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include <rtthread.h>


int main(void)
{  
    
	LED_GPIO_Config();

	while (1)
	{	 
		GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);
		rt_thread_delay(1000);	// 延时1000 ms
		GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_12 );
		rt_thread_delay(1000);	// 延时1000 ms
	}
}

五、文件保护

防止在开发中不小心更改到内核文件，导致新的错误产生，所以我们需要进行文件保护。

处理办法也比较简单，在项目文件中把需要保护的文件改为只读即可


设置为只读模式后，在项目文件上就可以看到一把钥匙的存在，这样就可以避免在更改程序时，意外改动导致新的错误产生，如下图所示：

到此移植RT-Thread的内核也算基本完成了，当然还存在一些问题，接下来只需要哦边学习边修改即可，感兴趣的小伙伴可以看我之后的文章，哪里写得不好望小伙本们指出。

六、常见问题

  1. HardFault_Handler、PendSV_Handler、SysTick_Handler三个函数重复定义
  • 解决办法，这个问题是因为在工程中导入了stm32f10x_it.c文件，而这个文件主要是提供了一些模板，这里我们不需要，所以解决方法有两种，
    • 方式一： 直接将stm32f10x_it.c文件重项目中删除即可。
    • 方式二： 在stm32f10x_it.c文件中将重复定义的函数屏蔽即可。

参考文献

stm32 移植 rt-thread：https://blog.csdn.net/qq_36958104/article/details/111604665

posted @ 2022-01-20 17:07  浇筑菜鸟  阅读(3387)  评论(0)  编辑  收藏  举报