【华大测评】 HC32F460移植RT-Thread Nano

只看该作者 · 2020-9-20 17:58

本帖最后由 Liyj336 于 2020-11-28 09:28 编辑

这一次测评我将一步步分享RT-Thread Nano移植到HC32F460的过程。主要分三步讲解工程建立、RT-Thread移植、添加UART控制台和Finsh。
一、工程建立

1、首先我们需要建立程序工程文件，下面的工程我是在HC32F460官方例程基础上建立的。在一个总的工程文件夹下面，建立以下工程文件夹。红色划线部分文件夹可以先忽略。（可以按照自己习惯建立工程）

BSP:打算存放MCU外部外设部分程序。
documents:从官方例程中复制过来，存放HC32F460官方库使用说明。
driver:从官方例程复制过来，存放HC32F460的驱动库。
mcu:从官方例程复制过来，MDK工程需要里面的文件。保留下面两个文件夹就行

MDK:存放MDK工程文件。我从例程icg_hrc_osc_hw_startup复制过来的，该例程跟Systick有关。

source：从官方移植过来的，存放main.c和其他一些程序文件。

2、打开MDK目录下的icg_hrc_osc_hw_startup工程。从新加入project下的文件。忽略打叉或者划线的文件，从刚建立的工程中加入以下文件。

3、新建led.c和led.h文件放入到BSP下的src和inc文件夹内，并把led.c文件加入到MDK工程中。
led.c代码如下，只是一个简单的点灯代码，用来验证程序。

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#include <led.h>



void LED_Init(void)

{

    /**************************************************************************/

    

    stc_port_init_t stcPortInit;



    /* configure structure initialization */

    MEM_ZERO_STRUCT(stcPortInit);



    /* LED0 Port/Pin initialization */

    LED0_OFF();

    stcPortInit.enPinMode = Pin_Mode_Out;

    PORT_Init(LED0_PORT, LED0_PIN, &stcPortInit);

}

led.h

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#ifndef        __LED_H

#define        __LED_H



#include "hc32_ddl.h"



/*******************************************************************************

 * Local type definitions ('typedef')

 ******************************************************************************/



/*******************************************************************************

 * Local pre-processor symbols/macros ('#define')

 ******************************************************************************/

/* LED0 Port/Pin definition */

#define LED0_PORT                       (PortE)

#define LED0_PIN                        (Pin06)



#define LED0_ON()                       (PORT_SetBits(LED0_PORT, LED0_PIN))

#define LED0_OFF()                      (PORT_ResetBits(LED0_PORT, LED0_PIN))

#define LED0_TOGGLE()                   (PORT_Toggle(LED0_PORT, LED0_PIN))





void LED_Init(void);



#endif        /*__LED_H*/

4、接下来修改HDSC_HC32F46x.SFR文件路径，如下图红框内，其实我也不知道这个文件有什么作用。

然后从新加入头文件路径。

二、RT-Thread Nano移植

1、首先需要获取RT-Thread Nano源码，RT-Thread Nano是一个精简版的RT-Thread，去除很多板子的BSP和很多功能组件，组件上只保留了Finsh，当然RTOS的核心功能会保留着。RT-Thread Nano源码下载地址：https://www.rt-thread.org/page/download.html，目前最新版为V3.1.3。

获取到的RT-Thread文件夹目录如下。

2、在工程文件夹下，加入RT-thread文件夹，并在下RT-thread文件夹下加入Include、Port、Source文件夹，存放RT-thread所需文件。

3、将路径RT-Thread/3.1.3/include文件夹下的内容复制到新建的工程目录下的RT-thread/Include文件夹
将路径RT-Thread/3.1.3/components/finsh文件夹复制到新建的RT-thread/Include文件夹

4、将路径RT-Thread/3.1.3/source文件夹下面的 rtconfig.h和board.c文件复制到到工程目录下的source文件夹。

5、将路径RT-Thread/3.1.3/libcpu/arm/cortex-m3文件夹下面的 rtconfig.h和board.c文件复制到到工程目录下的port文件夹。

6、打开hc32f46x_interrupts.c把SysTick_Handler、PendSV_Handler、HardFault_Handler这三个中断函数注释掉，要不然编译会出现重定义错误。

7、修改RT-thread配置文件rtconfig.h头文件进行RTT的配置。里面是通过修改宏来实现的，可以根据实际情况进行修改。这里我不进行该文件修改，直接使用。rtconfig.h文件一些配置宏如下所示。

8、在 MDK source 目录下新建一个 board.h 头文件，用来包含HC32F460固件驱动库和BSP 相关的头文件。

board.h代码如下

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#ifndef __BOARD_H

#define __BOARD_H



#include "hc32_ddl.h"

#include "led.h"

#include "uart.h"



void rt_hw_board_init(void);

void SysTick_Handler(void);



#endif    /*__BOARD_H*/

9、修改board.c文件。board.c里面主要完成RT-thread的初始化，并对外设硬件完成初始化。

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/*

 * 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 <board.h>

#include <stdint.h>

#include <rthw.h>

#include <rtthread.h>



static void SysTick_Init(void);



#if 0

#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;

}



#endif 



#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()

{

    /* System Clock Update */

    //SystemCoreClockUpdate();

    

    /* System Tick Configuration */

   // _SysTick_Config(SystemCoreClock / RT_TICK_PER_SECOND);



    /* Call components board initial (use INIT_BOARD_EXPORT()) */

      CLK_SetSysClkSource(ClkSysSrcHRC);                        //设置时钟源

    

      SysTick_Init();                                                         //Systick时钟初始化

       

     LED_Init();                                                               //外设LED初始化

     LED0_ON();

  

#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();

}



static void SysTick_Init(void)

{

    stc_clk_freq_t stcClkFreq;



    /* configure structure initialization */

    MEM_ZERO_STRUCT(stcClkFreq);



    /* Config 1 sec trigger interrupt*/

    CLK_GetClockFreq(&stcClkFreq);

    SysTick_Config(stcClkFreq.sysclkFreq/RT_TICK_PER_SECOND);

}

10、到这里RT_thread移植已经完成了,我们还是写个点灯程序测试一下。修改main.c函数

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#include "hc32_ddl.h"

#include "led.h"

#include "board.h"

#include "rtthread.h"





/*定义线程控制块*/

static struct rt_thread led1_thread;



/*定义线程空栈时要求RT_ALIGN_SIZE个字节对齐*/

ALIGN(RT_ALIGN_SIZE)



/*定义线程栈*/

static rt_uint8_t rt_led1_thread_stack[1024];



/*函数声明*/

static void led1_thread_entry(void * parameter);





/*******************************************************************************

** \brief  main function for ICG HRC function

**

** \param [in]  None

**

** \retval int32_t Return value, if needed

**

******************************************************************************/

int32_t main(void)

{

    rt_thread_init(&led1_thread,

                                "led1",

                                led1_thread_entry,

                                RT_NULL,

                                &rt_led1_thread_stack,

                                sizeof(rt_led1_thread_stack),

                                3,

                                20);

    rt_thread_startup(&led1_thread);



}



static void led1_thread_entry(void * parameter)

{

    while(1)

    {

        LED0_ON();

        rt_thread_delay(500);

        LED0_OFF();

        rt_thread_delay(500);

    }   

}

11、好了,编译下载可以看看LED灯正常闪烁。

三、添加UART控制台和Finsh组件
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。Finsh组件是 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。
1、在MDK工程中增加RTT_Component目录，并在目录下添加RT-thread/Include/finsh目录下的cmd.c、msh.c、shell.c文件

2、在MDK工程source目录下增加uart.c和uart.h文件。

3、uart.c包含对uart的初始化和对rt_hw_console_output、rt_hw_console_getchar函数的实现。uart.c代码如下：

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#include <uart.h>

#include "rtthread.h"



void Uart_Init(void)

{

      uint16_t u16RxData;

    en_result_t enRet = Ok;

    uint32_t u32Fcg1Periph = PWC_FCG1_PERIPH_USART1 | PWC_FCG1_PERIPH_USART2 | \

                             PWC_FCG1_PERIPH_USART3 | PWC_FCG1_PERIPH_USART4;

    const stc_usart_uart_init_t stcInitCfg = {

        UsartIntClkCkNoOutput,

        UsartClkDiv_1,

        UsartDataBits8,

        UsartDataLsbFirst,

        UsartOneStopBit,

        UsartParityNone,

        UsartSamleBit8,

        UsartStartBitFallEdge,

        UsartRtsEnable,

    };



    /* Enable peripheral clock */

    PWC_Fcg1PeriphClockCmd(u32Fcg1Periph, Enable);



    /* Initialize USART IO */

    PORT_SetFunc(USART_RX_PORT, USART_RX_PIN, USART_RX_FUNC, Disable);

    PORT_SetFunc(USART_TX_PORT, USART_TX_PIN, USART_TX_FUNC, Disable);



    /* Initialize UART */

   USART_UART_Init(USART_CH, &stcInitCfg);



    /* Set baudrate */

   USART_SetBaudrate(USART_CH, USART_BAUDRATE);



    /*Enable RX && TX function*/

    USART_FuncCmd(USART_CH, UsartRx, Enable);

    USART_FuncCmd(USART_CH, UsartTx, Enable);

}

INIT_BOARD_EXPORT(Uart_Init);



void rt_hw_console_output(const char *str)

{

        rt_size_t i = 0, size = 0;

        char a = '\r';

        size = rt_strlen(str);

        for (i = 0; i < size; i++)

            {

                if (*(str + i) == '\n')

                {

                    while (Reset == USART_GetStatus(USART_CH, UsartTxEmpty))  /* Warit Tx data register empty */

          {

          }

                    USART_SendData(USART_CH,(uint16_t)a);

                }

                while (Reset == USART_GetStatus(USART_CH, UsartTxEmpty))  /* Warit Tx data register empty */

        {

        }

                USART_SendData(USART_CH,(*(str + i)));

            }

}



char rt_hw_console_getchar(void)

{

        int ch = -1;

            if (Set == USART_GetStatus(USART_CH, UsartRxNoEmpty))

            {

                    ch = USART_RecData(USART_CH);

            }



        return ch;

}

uart.h主要对uart.c内定义的函数进行声明。uart.h代码如下：

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#ifndef        __UART_H

#define        __UART_H



#include "hc32_ddl.h"



/*******************************************************************************

 * Local pre-processor symbols/macros ('#define')

 ******************************************************************************/

/* USART channel definition */

#define USART_CH                        (M4_USART3)



/* USART baudrate definition */

#define USART_BAUDRATE                  (115200ul)



/* USART RX Port/Pin definition */

#define USART_RX_PORT                   (PortE)

#define USART_RX_PIN                    (Pin04)

#define USART_RX_FUNC                   (Func_Usart3_Rx)



/* USART TX Port/Pin definition */

#define USART_TX_PORT                   (PortE)

#define USART_TX_PIN                    (Pin05)

#define USART_TX_FUNC                   (Func_Usart3_Tx)





void Uart_Init(void);

void rt_hw_console_output(const char *str);

char rt_hw_console_getchar(void);



#endif        /*__UART_H*/

4、串口初始化函数Uart_Init()加入到board.c文件中。Uart_Init()需要在 board.c中的 rt_hw_board_init() 函数中调用。注意不要忘了board.h需要包含uart.h头文件。

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void rt_hw_board_init()

{

    /* System Clock Update */

    //SystemCoreClockUpdate();

    

    /* System Tick Configuration */

   // _SysTick_Config(SystemCoreClock / RT_TICK_PER_SECOND);



    /* Call components board initial (use INIT_BOARD_EXPORT()) */

      CLK_SetSysClkSource(ClkSysSrcHRC);

    

      SysTick_Init();

       

     LED_Init();

     LED0_ON();

     Uart_Init();                      串口初始化

      //LED0_OFF();

    // while(1);

    

#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());

#e

5、修改RT-thread配置文件rtconfig.h，在文件中加入使用Finsh组件的宏。

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/* RT-Thread config file */



#ifndef __RTTHREAD_CFG_H__

#define __RTTHREAD_CFG_H__



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

#include "RTE_Components.h"



#if defined(RTE_USING_FINSH)

#define RT_USING_FINSH

#endif //RTE_USING_FINSH



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



#define RT_USING_FINSH                                               //使用Finsh组件



// <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>>

// <h>Basic Configuration

// <o>Maximal level of thread priority <8-256>

// <i>Default: 32

#define RT_THREAD_PRIORITY_MAX 8

// <o>OS tick per second

// <i>Default: 1000 (1ms)

#define RT_TICK_PER_SECOND 1000

6、main.c不需重新修改上一章中main函数就行，编译下载验证。
复位开发板，看到输出一下信息。

输入help,输出命令列表。

输入list_thread,输出线程执行情况。

最后，RT-thread和uart控制台和Finsh组件功能增加完毕。

这一次的HC32H460开发板RT-thread Nano移植分享就结束了。有什么写得不对的地方，欢迎各位评论回复，大家一起交流。

@21小跑堂

代码地址：https://gitee.com/Liyj_336/hc32_rtt.git