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标题: 避免弯路：教你RT-Thread完美移植 [打印本页]
作者: sunsili    时间: 2021-9-1 17:35
标题: 避免弯路：教你RT-Thread完美移植
本帖最后由 sunsili 于 2021-9-1 17:49 编辑

避免弯路：教你RT-Thread完美移植！


之前我发过多篇移植RT-Thread到新唐单片机的帖子，不过都是能满足要求，但是还不够完美，本次帖子，完美解决之前的不完美。

该帖基于最新版的RT-Thread Nano 3.1.5版本。
为了体现帖子的完美性，这次我从头开始说关键点。

创建MDK工程

第一步，基于RTE创建工程，应选择下图的选项


第二步，工程应至少包含以下4个基本库文件

第三步，工程的配置

因为我们可以不使用printf，所以我们可以不包含MicroLIB,甚至我们不用在工程配置里包含STD标准库的头文件进来。
因为BSP的标准库基于AC5编写，所以我们这里最好选择AC5,如果选择AC6，应在警告设置AC5-like ，否则编译会因为打印几百个警告而变慢。

第四步，rtconfig.h配置


第五步，按照#error设定的4个部分配置时钟和硬件初始化，串口初始化，串口输出，串口输入。


RT-Thread移植正式开始

时钟初始化，我们可以找到一个厂家提供的模板，复制SYS_Init();并在其中完善滴答定时器的启动与配置。
打开board.c添加系统初始化代码
  1. void SYS_Init(void)
  2. {
  3.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  4.     /* Init System Clock                                                                                       */
  5.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  6.     /* Unlock protected registers */
  7.     SYS_UnlockReg();

  9.     /* Set XT1_OUT(PF.2) and XT1_IN(PF.3) to input mode */
  10.     PF->MODE &= ~(GPIO_MODE_MODE2_Msk | GPIO_MODE_MODE3_Msk);

  12.     /* Enable HIRC clock (Internal RC 48 MHz) */
  13.     CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCTL_HIRCEN_Msk);
  14.     /* Wait for HIRC clock ready */
  15.     CLK_WaitClockReady(CLK_STATUS_HIRCSTB_Msk);

  17.     /* Set core clock as 51MHz from PLL */
  18.     CLK_SetCoreClock(FREQ_51MHZ);        

  20.                 /* System Tick Configuration */
  21.                 CLK_EnableSysTick(CLK_CLKSEL0_STCLKSEL_HCLK,SystemCoreClock / RT_TICK_PER_SECOND);

  23.     /* Enable UART clock */
  24.     CLK_EnableModuleClock(UART0_MODULE);

  26.     /* Select UART clock source from HIRC */
  27.     CLK_SetModuleClock(UART0_MODULE, CLK_CLKSEL1_UART0SEL_HIRC, CLK_CLKDIV0_UART0(1));               

  29.     /* Update System Core Clock */
  30.     /* User can use SystemCoreClockUpdate() to calculate SystemCoreClock. */
  31.     SystemCoreClockUpdate();

  33.     /* Set GPB multi-function pins for UART0 RXD and TXD */
  34.     SYS->GPB_MFPH = (SYS->GPB_MFPH & ~(SYS_GPB_MFPH_PB12MFP_Msk | SYS_GPB_MFPH_PB13MFP_Msk))    |       \
  35.                     (SYS_GPB_MFPH_PB12MFP_UART0_RXD | SYS_GPB_MFPH_PB13MFP_UART0_TXD);

  37.     /* Lock protected registers */
  38.     SYS_LockReg();
  39. }

  41. CLK_EnableSysTick这个滴答时钟中断使能与配置函数，可以设置滴答定时器的时钟源，重载值，并使能其中断。
  42. 然后就要完成滴答定时器中断的内容：

  44. /* systick 中断服务例程 */
  45. void SysTick_Handler(void)
  46. {
  47.         rt_os_tick_callback();
  48. }
复制代码

其中内部的回调函数，rtt的board.c已经帮我们完成，只需要添加以上代码段即可，也可修改回调函数的名字为中断入口。
将系统初始化代码填入#error "TODO 1: OS Tick Configuration."后面，并注释掉该行，确保编译时候不再报错提示该位置。

串口初始化，按如下代码进行初始化
  1. static int uart_init(void)
  2. {
  3. //#error "TODO 2: Enable the hardware uart and config baudrate."
  4.     /* Reset UART0 */
  5.     SYS_ResetModule(UART0_RST);
  6.     /* Configure UART0 and set UART0 baud rate */
  7.     UART_Open(UART0, 115200);        

  9.     return 0;
  10. }

  12. 串口输出功能

  14. 之前我用了printf实现这部分，但是有个缺点就是要启用MicroLIB，这样就增加了代码存储空间，其实可以使用STD标准库函数实现如下所示，串口写入函数一共三个参数，第一个选用的串口名，第二个是要发送的字符串地址，这里因为类型不同进行了转换，也可以不转换而修改该预设函数的参数类型。第三个是要发送的字符串长度，我们这里用rt的库函数计算一下传入的长度，这样就做到了一个函数一行就搞定了串口打印的映射。
  15. void rt_hw_console_output(const char *str)
  16. {
  17.         //#error "TODO 3: Output the string 'str' through the uart."  
  18.         UART_Write(UART0,(uint8_t *)str,rt_strlen(str));     
  19. }
复制代码

串口输入功能

串口输入功能的配置在finsh_port.c
我们完善该弱函数的内容即可，注释掉error提示行。我实现的方法如下：这里是参考了重定向文件里的方法
  1. RT_WEAK char rt_hw_console_getchar(void)
  2. {
  3.     /* Note: the initial value of ch must < 0 */
  4.     int ch = -1;
  5. //#error "TODO 4: Read a char from the uart and assign it to 'ch'."
  6.         if((UART0->FIFOSTS & UART_FIFOSTS_RXEMPTY_Msk) == 0)
  7.         {
  8.                         return (UART0->DAT);
  9.         }
  10.         return ch;
  11. }
  12. 最后给大家晒一下关键的board.c完整内容
  13. /*
  14. * Copyright (c) 2006-2019, RT-Thread Development Team
  15. * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
  16. * Change Logs:
  17. * Date           Author       Notes
  18. * 2021-05-24                  the first version
  19. */

  21. #include <rthw.h>
  22. #include <rtthread.h>
  23. #include <NuMicro.h>
  24. #include <stdio.h>

  26. #if defined(RT_USING_USER_MAIN) && defined(RT_USING_HEAP)
  27. /*
  28. * Please modify RT_HEAP_SIZE if you enable RT_USING_HEAP
  29. * the RT_HEAP_SIZE max value = (sram size - ZI size), 1024 means 1024 bytes
  30. */

  32. #define RT_HEAP_SIZE (15*1024)
  33. static rt_uint8_t rt_heap[RT_HEAP_SIZE];

  35. RT_WEAK void *rt_heap_begin_get(void)
  36. {
  37.     return rt_heap;
  38. }

  40. RT_WEAK void *rt_heap_end_get(void)
  41. {
  42.     return rt_heap + RT_HEAP_SIZE;
  43. }

  45. #endif

  47. void rt_os_tick_callback(void)
  48. {
  49.     rt_interrupt_enter();
  50.     rt_tick_increase();
  51.     rt_interrupt_leave();}


  54. /**
  55. * This function will initial your board.
  56. */

  58. void SYS_Init(void)
  59. {
  60.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  61.     /* Init System Clock                                                                                       */
  62.     /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

  64.     /* Unlock protected registers */
  65.     SYS_UnlockReg();

  67.     /* Set XT1_OUT(PF.2) and XT1_IN(PF.3) to input mode */
  68.     PF->MODE &= ~(GPIO_MODE_MODE2_Msk | GPIO_MODE_MODE3_Msk);

  70.     /* Enable HIRC clock (Internal RC 48 MHz) */
  71.     CLK_EnableXtalRC(CLK_PWRCTL_HIRCEN_Msk);

  73.     /* Wait for HIRC clock ready */
  74.     CLK_WaitClockReady(CLK_STATUS_HIRCSTB_Msk);

  76.     /* Set core clock as 51MHz from PLL */
  77.     CLK_SetCoreClock(FREQ_51MHZ);        

  79.      /* System Tick Configuration */
  80.      CLK_EnableSysTick(CLK_CLKSEL0_STCLKSEL_HCLK,SystemCoreClock / RT_TICK_PER_SECOND);

  82.     /* Enable UART clock */
  83.     CLK_EnableModuleClock(UART0_MODULE);

  85.     /* Select UART clock source from HIRC */
  86.     CLK_SetModuleClock(UART0_MODULE, CLK_CLKSEL1_UART0SEL_HIRC, CLK_CLKDIV0_UART0(1));               

  88.     /* Update System Core Clock */
  89.     /* User can use SystemCoreClockUpdate() to calculate SystemCoreClock. */
  90.     SystemCoreClockUpdate();

  92.     /* Set GPB multi-function pins for UART0 RXD and TXD */
  93.     SYS->GPB_MFPH = (SYS->GPB_MFPH & ~(SYS_GPB_MFPH_PB12MFP_Msk | SYS_GPB_MFPH_PB13MFP_Msk))    |       \
  94.                     (SYS_GPB_MFPH_PB12MFP_UART0_RXD | SYS_GPB_MFPH_PB13MFP_UART0_TXD);

  96.     /* Lock protected registers */
  97.     SYS_LockReg();
  98. }

  100. /* systick 中断服务例程 */
  101. void SysTick_Handler(void)
  102. {
  103.         rt_os_tick_callback();
  104. }


  107. void rt_hw_board_init(void)
  108. {
  109. //#error "TODO 1: OS Tick Configuration."
  110.         SYS_Init();      
  111.     /*
  112.      * TODO 1: OS Tick Configuration
  113.      * Enable the hardware timer and call the rt_os_tick_callback function
  114.      * periodically with the frequency RT_TICK_PER_SECOND.
  115.      */
  116.     /* Call components board initial (use INIT_BOARD_EXPORT()) */
  117. #ifdef RT_USING_COMPONENTS_INIT
  118.     rt_components_board_init();
  119. #endif

  121. #if defined(RT_USING_USER_MAIN) && defined(RT_USING_HEAP)
  122.     rt_system_heap_init(rt_heap_begin_get(), rt_heap_end_get());
  123. #endif
  124. }

  126. #ifdef RT_USING_CONSOLE
  127. static int uart_init(void)
  128. {
  129. //#error "TODO 2: Enable the hardware uart and config baudrate."
  130.     /* Reset UART0 */
  131.     SYS_ResetModule(UART0_RST);

  133.     /* Configure UART0 and set UART0 baud rate */
  134.     UART_Open(UART0, 115200);
  135.     return 0;
  136. }

  138. INIT_BOARD_EXPORT(uart_init);
  139. void rt_hw_console_output(const char *str)
  140. {
  141.         //#error "TODO 3: Output the string 'str' through the uart."  
  142.         UART_Write(UART0,(uint8_t *)str,rt_strlen(str));  
  143. }
  144. #endif
复制代码

朋友们，按照这个方法，全部使用BSP提供的库函数就完成了，程序也变的更加友好可读，占用资源更少。
另外注意，在启用了滴答定时器中断后，我们再用CLK_SysTickDelay(1000);延时就会卡住了，这时候系统通过中断接管了滴答定时器的控制权。可以使用rt_thread_mdelay(2000);实现延时。

最后我们测试例子，编写main.c。
  1. #include "stdio.h"
  2. #include <NuMicro.h>
  3. #include <rtthread.h>

  5. //配置优先级，栈大小，时间片，设置不对没法运行的。

  7. #define THREAD_PRIORITY         5
  8. #define THREAD_STACK_SIZE       256
  9. #define THREAD_TIMESLICE        10

  11. void led(void *parameter)
  12. {
  13.     printf("\n\nCPU <a href="home.php?mod=space&uid=72445" target="_blank">@</a> %d Hz\n", SystemCoreClock);
  14.     printf("+-------------------------------------------------+\n");
  15.     printf("|    PB14(Output)  Sample Code     |\n");
  16.     printf("+-------------------------------------------------+\n\n");

  18.     rt_kprintf("Hello RTT_NANO\n");

  20.     while(1)
  21.     {
  22.           PB14=0;
  23.           rt_thread_mdelay(2000);
  24.           printf("\nLED1 is ON\n");

  26.           PB14=1;
  27.           rt_thread_mdelay(2000);
  28.           printf("\nLED1 is OFF\n");  
  29.     }
  30. //return 0;
  31. }

  33. /* 导出到 msh 命令列表中 */

  35. MSH_CMD_EXPORT(led, RT-Thread first led sample);

  37. void led2(void *parameter)
  38. {
  39.         rt_kprintf("Hello RTT_NANO\n");
  40.         while(1)
  41.         {
  42.             PB14=0;
  43.             rt_thread_mdelay(3000);
  44.             printf("\nLED2 is ON\n");
  45.             
  46.             PB14=1;
  47.             rt_thread_mdelay(3000);
  48.             printf("\nLED2 is OFF\n");
  49.        }
  50. //return 0;
  51. }

  53. MSH_CMD_EXPORT(led2, RT-Thread second led sample);

  55. int led_sample(void)
  56. {
  57.     static rt_thread_t tid = RT_NULL;
  58.     static rt_thread_t tid2 = RT_NULL;

  60.     /* 创建线程1 */
  61.     tid = rt_thread_create("thread1",
  62.                             led, RT_NULL,
  63.                             THREAD_STACK_SIZE,
  64.                             THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);   

  66.     if (tid != RT_NULL)     rt_thread_startup(tid);
  67.         /* 创建线程2 */
  68.     tid2 = rt_thread_create("thread2",
  69.                             led2, RT_NULL,
  70.                             THREAD_STACK_SIZE,
  71.                             THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);   

  73.     if (tid2 != RT_NULL)    rt_thread_startup(tid2);   
  74.                 //该例子共用PB14端口，所以一并在创建线程时候初始化为输出模式
  75.                 GPIO_SetMode(PB, BIT14, GPIO_MODE_OUTPUT);      
  76.     return 0;
  77. }

  79. MSH_CMD_EXPORT(led_sample, RT-Thread sample);
  80. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/
  81. /*  Main Function                                                                                          */
  82. /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------*/

  84. int32_t main(void)
  85. {
  86.     led_sample();
  87.     return 0;
  88. }
复制代码

你学会了吗，这样你就不用等RT-Thread Studio支持新唐的芯片了，自己也可以完美移植RTT到新唐单片机了。




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