【MCU】移植AT32库&FreeRTOS教程


前言

随着全球晶圆缺货,ST疯狂涨价,也是时候把目光放到国产 MCU 上啦,感觉还不错,看 datasheet 的的数据来分析,性价比高,性能强。至于稳定性嘛,我没有长时间老化和细节地测试过,不做评论。

建议

  • 如果不想重新构建新的 AT 工程,就在你ST产品的工程上修改即可,主要替换ST库(与AT库几乎是只有命名的区别)、启动文件、内核文件、全局宏、freeRTOS中的主频设置等等。

  • 替换ST库时,注意命名即可,可以参考AT提供的例程来配置你的硬件IO。

说明

  • 由于新建工程和替换ST都差不多,所以不分开细说。
  • 以下由ST工程转到AT工程。
  • STM32F103VCT6 转到 AT32F403AVCT7

1. 移植AT库

AT 提供了一套完整的 BSP&Pack 用于开发(百度网盘链接中可找到)。
主要包括 at32f4xx 外 设 驱 动 库 、 内 核 相 关 文 件 、 完 整 的 应 用 例 程 以 及 能 够 支 持 Keil_v5 、 Keil_v4 、 IAR_v6 和 IAR_v7、IAR_v8等多种开发环境的 Pack 文件。

1.1 移植内核相关文件

AT32F403AVCT7 内核为 Cortex ® -M4F。

  • 删除 CM3 内核文件

  • 把 CM4 内核文件拷贝进来

    • CM4 文件源码路径:BSP\AT32F4xx_StdPeriph_Lib_V1.2.9\Libraries\CMSIS\CM4\CoreSupport

1.2 移植芯片型号相关文件

  • 启动文件,先删除本地的启动文件

  • 把AT32的启动文件一通拉过来对应位置。可以只拉需要的启动文件,如 startup_at32f403avct7.s 文件。

    • AT 启动文件源码路径: BSP\AT32F4xx_StdPeriph_Lib_V1.2.9\Libraries\CMSIS\CM4\DeviceSupport\startup\mdk
    • 启动文件的选择可以参考文档 《AT32F4xx标准库BSP&Pack应用指南.pdf》中的 2.2 BSP使用方法
  • 芯片配置文件,先删除本地STM32的芯片配置文件

  • 把 AT 的芯片配置文件拷贝进来

    • AT 芯片配置文件源码路径:BSP\AT32F4xx_StdPeriph_Lib_V1.2.9\Libraries\CMSIS\CM4\DeviceSupport

1.3 移植芯片外设驱动库

  • 删除STM32的外设驱动库

  • 把 AT 的外设驱动库拷贝进来

    • AT 外设驱动库源码路径:BSP\AT32F4xx_StdPeriph_Lib_V1.2.9\Libraries

1.4 移植配置文件及中断回调函数文件

  • 删除 STM32 配置文件及中断回调函数专用文件。

  • 添加 AT32 配置文件及中断回调函数专用文件。

2. 移植FreeRTOS源码

注意,就算是在STM32&FreeRTOS工程的基础上移植,也要修改FreeRTOS文件,因为内核不一样,一个是CM3,一个是CM4F。

因为移植比较简单,所以以下教程是从 零 移植。如果工程中已有 FreeRTOS 框架,则只需要替换即可。

2.1 获取 FreeRTOS 源码

方法1

方法2

  • 可从 AT 提供的例程里面获取。
  • 也可以从 AT 提供的 BSP 包中获取:
    • 路径:BSP\AT32F4xx_StdPeriph_Lib_V1.2.9\Middlewares

2.2 移植源码

先在工程目录中创建两个路径的文件夹,分别用于存放源文件和头文件:osPRJ\AT32-FreeRTOS\FreeRTOS\srcosPRJ\AT32-FreeRTOS\FreeRTOS\inc

2.2.1 Source 文件夹

  • 下图红框中为 FreeRTOS 通用源文件和头文件,都移植到工程FreeRTOS对应文件夹下

    • 这两部分的文件试用于各种编译器和处理器,是通用的。

  • 添加内核接口文件,移植到工程FreeRTOS对应文件夹下

    • portblle 文件夹里面很多与编译器相关的文件夹,在不同的编译器中使用不同的支持文件。
    • 内核接口文件路径:FreeRTOS\Source\portable\RVDS\ARM_CM4F
    • 文件里面的内容是由 FreeRTOS 官方的技术人员为 Cortex-M4F 内核的处理器写的接口文件,里面核心的上下文切换代码是由汇编语言编写而成。
  • 添加内存管理文件,移植到工程FreeRTOS对应文件夹下(本工程使用 heap4.c

    • MemMang 文件夹下面存放着与内存管理相关的文件。
  • 最后,拷贝 FreeRTOSConfig.h 文件到 user 文件夹,即是和 main.c 一起即可(可自由存放)。

    • FreeRTOSConfig.h 文件是 FreeRTOS 的工程配置文件。

    • 主要用于配置和裁剪 FreeRTOS 内核。

    • 可以先找 STM32 demo 的配置文件:

    • 或者去 AT 提供的 FreeRTOS 工程中拷贝一个 FreeRTOSConfig.h 文件即可。二选一,反正都要配置的。


至此,文件移植完毕。进入修改工程。


3. 修改工程

3.1 工程配置

3.1.1 修改全局宏

  • 根据芯片型号设置不同的全局宏,可以参考官方例程或文档 《AT32F4xx标准库BSP&Pack应用指南.pdf》中的 2.2 BSP使用方法

3.1.2 添加工程文件

  • 移除所有前面移植文件时删除的文件

  • 添加内核配置文件:system_at32f4xx.c

  • 添加启动文件:startup_at32f403avct7.s

  • 添加外设驱动库文件,即是文件夹 AT32F4xx_StdPeriph_Driver 下的所有 .c 文件。

  • 添加 FreeRTOS 源码通用源文件。(若原工程已有,可省略该步骤

  • 添加 FreeRTOS 源码接口文件:port.c。(若原工程已有,可省略该步骤

  • 添加 FreeRTOS 源码内存管理文件文件:heap_4.c。(若原工程已有,可省略该步骤

  • 添加 AT32 配置文件、中断回调函数专用文件:at32f4xx_conf.hat32f4xx_it.c

  • 布局效果图:

3.1.3 添加头文件路径

3.2 根据 AT 库修改代码

修改 System_at32f4xx.c 文件内容

  • System_at32f4xx.c 里面包含了系统时钟初始化内容,原生文件里可能没有配置主频,所以下面怕配置主频为240MHz**。
  • 打开 #define SYSCLK_FREQ_240MHz 240000000 即可。(若想配置为其它的主频,打开其一即可。
#if defined (AT32F403Axx)|| defined (AT32F407xx)
/* #define SYSCLK_FREQ_224MHz       224000000 */
/* #define SYSCLK_FREQ_240MHz       240000000 */
#define SYSCLK_FREQ_240MHz       240000000
/* #define SYSCLK_FREQ_224MHz_HSI   224000000 */
/* #define SYSCLK_FREQ_240MHz_HSI   240000000 */
#endif

头文件

#include  "stm32f10x.h"
// 修改为
#include  "at32f4xx.h"

初始化结构体名称

  • GPIO_Type,如
GPIO_TypeDef* gpio_port;
//修改为
GPIO_Type* gpio_port;
  • 其它 SPI_Type 等等也如此类推。

初始化结构体成员

GPIO_Speed_50MHz
// 修改为
GPIO_MaxSpeed_50MHz
  • 其它报错的成员也可以跳到该结构体定义处,找出对应成员名,替换即可。

引脚号

  • GPIO_Pins_1,如:
GPIO_Pin_1
// 修改为
GPIO_Pins_1
  • 还有引脚高低电平的配置也要修改:
#define spiOutHi(gpio, pin) {gpio->BSRR=pin;}	 //输出高电平	
#define spiOutLo(gpio, pin) {gpio->BRR=pin;}	 //输出低电平
//修改为
#define spiOutHi(gpio, pin) {gpio->BSRE=pin;}	 //输出高电平			
#define spiOutLo(gpio, pin) {gpio->BRE=pin;}	 //输出低电平

时钟宏

  • RCC_APB2PERIPH_GPIOA,如
RCC_APB2Periph_GPIOA
// 修改为
RCC_APB2PERIPH_GPIOA
  • 其它 RCC_APB1PERIPH_USART2 等等也如此类推。

串口及DMA

  • 一些函数名和参数宏名等等,如:
USART_ITConfig(USART2x, USART_IT_IDLE, ENABLE);
DMA_Cmd(USART2_Rx_DMA_Channel, ENABLE);
// 修改为
USART_INTConfig(USART2x, USART_INT_IDLEF, ENABLE);
DMA_ChannelEnable(USART2_Rx_DMA_Channel, ENABLE);

好啦好啦,其它报错的名称替换就自行继续吧。毕竟就只是替换 而已。
不过还是要注意,定时器不是简单的改名字,还可能要该第几个定时器。有空出一个 AT 的定时器配置教程。


  • 修改后,编译无误

3.3 裁剪FreeRTOS内核

裁剪内核,修改 FreeRTOSConfig.h 文件即可。
configCPU_CLOCK_HZ 宏配置为 SystemCoreClock即可,表示当前CPU主频。

#if defined(__ICCARM__) || defined(__CC_ARM) || defined(__GNUC__)
 #include <stdint.h>
 extern volatile uint32_t ulCpuTraceTick;
 extern uint32_t SystemCoreClock;
#endif

#define configUSE_PREEMPTION		1
#define configUSE_IDLE_HOOK			0
#define configUSE_TICK_HOOK			0
#define configCPU_CLOCK_HZ			( ( unsigned long ) SystemCoreClock )	// CPU 主频
#define configTICK_RATE_HZ			( ( TickType_t ) 1000 ) // 系统主频
#define configMAX_PRIORITIES		( 10 ) // 最大优先级
#define configMINIMAL_STACK_SIZE	( ( unsigned short ) 128 )
#define configTOTAL_HEAP_SIZE		( ( size_t ) ( 30 * 1024 ) ) // 系统堆内存
#define configMAX_TASK_NAME_LEN		( 16 )
#define configUSE_TRACE_FACILITY	1      /* [cpu] task */
#define configUSE_16_BIT_TICKS		0
#define configIDLE_SHOULD_YIELD		1

其它配置及裁剪不细说。


至此,编译,烧写即可。不过要记得选择正确的芯片噢。


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posted @ 2021-03-26 12:46  李柱明  阅读(2918)  评论(0编辑  收藏  举报