【杰发科技AC7802x测评】4 移植rt-thread nano 并实现shell交互

发表于 2023-7-4 22:51

本帖最后由 6552918 于 2023-7-4 22:51 编辑

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Rt-thread OS是优秀的国产RTOS，但完成版的rt-thread耗费资源比较大，不太适合AC7802X这款MCU，但rt-thread为小资源的MCU提供了nano版本，可以运行在AC7802X这种小资源的MCU上，使用MDK进行移植还是比较容易得，但有些细节还是需要注意一下。
移植前需要先安装rt-threadnano的支持包
Nano Pack 可以通过在 Keil MDK IDE 内进行安装，也可以手动安装。下面开始介绍两种安装方式。
方法一：在内安装
打开 MDK 软件，点击工具栏的 Pack Installer 图标：
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点击右侧的 Pack，展开 Generic，可以找到RealThread::RT-Thread，点击 Action 栏对应的 Install ，就可以在线安装 Nano Pack 了。另外，如果需要安装其他版本，则需要展开RealThread::RT-Thread，进行选择，箭头所指代表已经安装的版本。
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方法二：手动安装
我们也可以从官网下载安装文件，RT-Thread Nano离线安装包下载（https://www.rt-thread.org/download/mdk/RealThread.RT-Thread.3.1.5.pack），下载结束后双击文件进行安装：
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移植前需要准备一个能够正常运行的工程，我使用的是官方例程的串口例程进行移植的
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添加到工程
打开已经准备好的可以运行的裸机程序，将 RT-Thread 添加到工程。如下图，点击 Manage Run-Time Environment。
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现在可以在 Project 看到 RT-Thread RTOS 已经添加进来了，展开 RTOS，可以看到添加到工程的文件：
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board.c
rtconfig.h
这两个文件是系统的配置文件，修改相关的配置都在这两个文件内修改实现
中断与异常处理
RT-Thread 会接管异常处理函数 HardFault_Handler() 和悬挂处理函数 PendSV_Handler()，这两个函数已由 RT-Thread 实现，所以需要删除工程里中断服务例程文件中的这两个函数，避免在编译时产生重复定义。如果此时对工程进行编译，没有出现函数重复定义的错误，则不用做修改。AC7802的库文件中并没有这两个函数，因此无需处理。
系统时钟配置
需要在board.c中实现系统时钟配置（为 MCU、外设提供工作时钟）与 os tick 的配置（为操作系统提供心跳 / 节拍）。
在board.c中添加芯片头文件
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添加OS Tick Configuration
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在board.c内添加系统滴答定时器中断函数，实现系统时钟
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内存堆初始化
系统内存堆的初始化在board.c中的rt_hw_board_init() 函数中完成，内存堆功能是否使用取决于宏 RT_USING_HEAP 是否开启，RT-Thread Nano 默认开启内存堆功能，需要关闭此宏，这样可以保持一个较小的体积。
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至此，和内核相关的设置就配置完成，接下来我们要处理一些初始化函数，因为在rt-threadnano中的main函数是个线程，原来一些底层初始化再放在这个函数内就不太合适了，需要将初始化函数使用rt-thread的自动初始化功能放到板级初始化过程中，原工程中的延时使用的是滴答定时器，和系统有冲突，需要关闭。
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通过进行串口收发测试，收发正常，说明程序已经运行起来了
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通过IO翻转测试，证明系统时间正常
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在 RT-Thread Nano 上添加控制台与 FinSH
本篇文档分为两部分：
第一部分是添加 UART 控制台（实现打印）：用来向控制台对接的终端输出打印信息；该部分只需要实现两个函数，串口初始化和系统输出函数，即可完成 UART 控制台打印功能。
第二部分是移植FinSH 组件（实现命令输入），用以在控制台输入命令调试系统；该部分的实现基于第一部分，只需要添加 FinSH 组件源码并再对接一个系统输入函数即可实现。
下面将对这两部分进行说明。
在 Nano 上添加 UART 控制台（实现打印）
在 RT-Thread Nano 上添加 UART 控制台打印功能后，就可以在代码中使用 RT-Thread 提供的打印函数 rt_kprintf() 进行信息打印，从而获取自定义的打印信息，方便定位代码 bug 或者获取系统当前运行状态等。实现控制台打印（需要确认 rtconfig.h 中已使能 RT_USING_CONSOLE 宏定义），需要完成基本的硬件初始化，以及对接一个系统输出字符的函数，本小节将详细说明。
实现串口初始化
注：此部分为 3.1.5 版本中 #error TODO 2 的部分：#error "TODO 2: Enable the hardware uart and config baudrate."
使用串口对接控制台的打印，首先需要初始化串口，如引脚、波特率等。初始化的串口函数 uart_init() 有以下两种调用方式，二选一：
方法一：默认使用宏 INIT_BOARD_EXPORT() 进行自动初始化，不需要显式调用，如下所示。
方法二：可以使用显式调用：uart_init() 需要在 board.c 中的 rt_hw_board_init() 函数中调用。
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实现rt_hw_console_output
注：此部分为 3.1.5 版本中 #error TODO 3 的部分：#error "TODO 3: Output the string 'str' through the uart."
实现finsh 组件输出一个字符，即在该函数中实现 uart 输出字符：
/* 实现 2：输出一个字符，系统函数，函数名不可更改 */
void rt_hw_console_output(const char *str);
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在 Nano 上添加 FinSH 组件（实现命令输入）
RT-Thread FinSH 是 RT-Thread 的命令行组件（shell），提供一套供用户在命令行调用的操作接口，主要用于调试或查看系统信息。
在 RT-Thread Nano 上添加 FinSH 组件，实现 FinSH 功能的步骤主要如下：
添加FinSH 源码到工程。
实现函数对接。
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然后在rtconfig.h 中打开 finsh 相关选项，如下图：
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实现rt_hw_console_getchar
注：此部分为 3.1.5 版本中 #error TODO 4 的部分：#error "TODO 4: Read a char from the uart and assign it to 'ch'."
要实现FinSH 组件功能：既可以打印也能输入命令进行调试，控制台已经实现了打印功能，现在还需要在 finsh_port.c 中对接控制台输入函数，实现字符输入：
/* 实现 3：finsh 获取一个字符，系统函数，函数名不可更改 */
char rt_hw_console_getchar(void);
rt_hw_console_getchar()：控制台获取一个字符，即在该函数中实现 uart 获取字符，可以使用查询方式获取（注意不要死等，在未获取到字符时，需要让出 CPU），
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到这里所以的移植就都结束了，实现了内核移植，并使用串口的方式实现了shell收发。

工程包：

01_UART_Polling（rt-thread nano）.zip (1.55 MB, 下载次数: 6)

发表于 2023-7-5 22:28

可以通过串口通信或者通过网络连接到rt-thread nano吗

发表于 2023-7-5 22:30

lzmm 发表于 2023-7-5 22:28
可以通过串口通信或者通过网络连接到rt-thread nano吗

可以，对接shell接口就行

发表于 2023-7-6 12:25

busybox或类似的shell工具用过吗

发表于 2023-7-6 12:31

实现过程可能因RT-Thread Nano的版本和需求而有所差异。

发表于 2023-7-6 12:35

用户可以在Shell中输入预定义的命令，并与系统进行交互。

发表于 2023-7-6 12:38

gygp 发表于 2023-7-6 12:35
用户可以在Shell中输入预定义的命令，并与系统进行交互。

是的

发表于 2023-7-6 15:23

在Shell中，可以使用标准的C库函数、RT-Thread Nano提供的API函数以及自定义的函数。

发表于 2023-7-6 15:30

如何将shell的数据传递给单片机？

发表于 2023-7-6 15:40

可以选择串口、网络连接或其他适当的设备作为Shell的输入输出接口。

发表于 2023-7-6 15:57

通过注册回调函数，每当用户在Shell中输入相应的命令时，这些函数将被调用。

发表于 2023-7-6 16:03

可以通过单片机中的shell函数或第三方库来实现

发表于 2023-7-6 16:15

基本的框架来实现Shell交互

发表于 2023-7-6 16:22

这个可以实现命令的补全吗？

发表于 2023-7-6 16:26

可以使用自定义的Shell命令吗

发表于 2023-7-6 20:52

janewood 发表于 2023-7-6 16:26
可以使用自定义的Shell命令吗

可以

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