测试开发板的GPIO输入输出，以及printf重定向到串口

1万 · 2022-1-30 13:55

本帖最后由 suncat0504 于 2022-2-11 16:27 编辑

#申请原创# #有奖活动# @21小跑堂

前面我已经测试开发板的开发环境、下载环境。这个帖子，我将继续进行开发板的GPIO测试，主要是进行常规的输入输出测试，通俗点说，就是测试诸如键盘、LED，以及以printf这种方式通过串口输出数据的重定向测试。

这次我不再以N32G425那个开发板的模式建立工程，而是准备在RT-Thread Studio开发环境下，导入Keil建立的工程为例。闲话少说，马上操作。首先打开RT-Thread Studio开发界面，

在“项目资源管理器”视图中，点击鼠标右键（当然也可以通过菜单中的文件->导入来操作），

点击“导入”

选择“MDK项目到工作空间”，点击“下一步”，

在这个窗体中，我们要输入三个项目，

1、Keil工程文件，可以通过浏览选择你的Keil工程文件

2、Keil的UV4.exe，可以通过浏览找到，一般就是在Keil安装目录下的UV4目录下

3、在RT-Thread Studio中的工程名，可以是任意合法的名称，不需要和Keil工程名一致

我们就以LED闪烁的那个工程为例。在导入之前，需要说明的是，需要您下载国民技术提供的“通用MCU资料”，因为这里面会提供基于你的开发板所使用的微处理器对应的资料，包括例程。我这里要导入的例程，就是来自于国民技术提供的例程。下载地址在我前面的帖子里已经说明，这里我再强调一下：https://pan.baidu.com/s/1ckXJSocAKQtOyqjnreWN4w 提取码: mxxx 。记住，一定是和你的开发板MCU一致的工程。不一致的情况，我没测试，不敢说会是什么结果，也许编译不出问题，但是下载以及在开发板上能否执行，不确认。

点击“选择工程文件”行所在的“浏览”，找到“LedBlink”工程，并打开。

点击“MDK执行文件”行所在的“浏览”，找到UV4.EXE，点击“打开”，

在“工程名称 ”中输入RT-Thread Studio中的工程名称，我这里以“LedBlinkDemo”为新名称。

点击“完成”，导入完成后，RT-Thread Studio开发环境会有提示信息，同时新工程也会出现在“项目资源管理器”中。

啥也不用改，直接编译试试，选中新导入的工程，右侧会出“Active - Debug”提示，点击“小榔头”进行编译。编译成功后，“控制台”视图中依然会有提示信息，

这里我要专门说明一下工程里的资源参照问题，因为是导入MDK工程，在MDK工程中用到的一些文件，在RT-Thread Studio中是以参照的形式引入的，不是实体文件。比如主执行文件main.c，鼠标右键点击这个文件，选择弹出菜单中最下面的“属性”，在新弹出窗体中

显示这个“main.c”文件的类型为“链接文件”，这意味着这个文件并不存在于RT-Thread Studio的workspace中，而还是在原来Keil工程目录中，在RT-Thread Studio中修改这个文件，相当于直接修改Keil工程中的这个文件。你可以用Keil打开原来的那个工程看看，是不是被修改了。

编译过程中可能会有警告信息，暂时不予理会，只要能生成烧写文件（BIN，elf）及没问题。为了确认是否真的生成了，可以展开“工程资源管理器”的“Debug”文件夹，看看在它下面能否找到“rtthreae.bin”这个文件。

这里显然是生成好了。接下来我们下载测试程序是否能正常跑起来。先确认下工程配置，点击“打开调试配置”图标，

找到“Download”，如果你选择用BIN方式下载，请务必输入起始地址为“0x08000000”，这个地址你可以参照Keil中的配置，一般就是0x08000000。确定起始地址。如果想以HEX方式下载，你需要保证你的工程要能生成HEX文件。选择HEX方式，不需要设置地址，因为HEX格式的文件中已经包含了地址信息。选好后，点击“确定”，保存配置。

连接开发板到计算机，检查所在串口标号。点击RT-Thread Studio的下载图标的右侧下拉三角，确认使用的是DAP-LINK方式下载，如果不是请选择它。

之后我们直接下载试试，

咦，失败了啊。没关系，我们重新用Keil方式打开那个工程，

打开工程配置

选中Output，确认“Create HEX File”被勾选

选中Debug

修改LINK模式为CMSIS-DAP Debugger（CMSIS-DAP LINK的安装，在我之前的帖子里已经说明）

确认它的配置中和下载地址有关的信息

点击“确定”，回到Keil主界面，编译工程并下载

在Keil下编译、下载成功了。

按下开发板的复位按钮，如果PB5对应的绿灯闪烁了，说明程序运行了。

再回到RT-Thread Studio执行下载，

也成功了。按下开发板的复位按钮，如果PB5对应的绿灯闪烁了，说明程序运行了。这样，我们就可以放心地在RT-Thread Studio下继续进行下一步的开发了。

下一步我们把串口的调试加进来。

在主函数的代码中找到LED1_PIN，选中。按F3功能键，目的是打开main.h文件（因为是链接文件，没法直接打开头文件），追加以下代码：

#define _USART1_COM_

#define USARTx USART1

#define USARTx_GPIO GPIOA

#define USARTx_CLK RCC_APB2_PERIPH_USART1

#define USARTx_GPIO_CLK RCC_APB2_PERIPH_GPIOA

#define USARTx_RxPin GPIO_PIN_10

#define USARTx_TxPin GPIO_PIN_9

#define USARTx_Rx_GPIO_AF GPIO_AF4_USART1

#define USARTx_Tx_GPIO_AF GPIO_AF4_USART1

#define GPIO_APBxClkCmd RCC_EnableAPB2PeriphClk

#define USART_APBxClkCmd RCC_EnableAPB2PeriphClk

void RCC_Configuration(void);

void GPIO_Configuration_USART(void);

void init(void);

在main.c中#include下面追加以下代码：

// 串口通讯用到的数据结构

USART_InitType USART_InitStructure;

在代码的最后面追加以下代码：

void init(void) {

/* System Clocks Configuration */

RCC_Configuration();

/* Configure the GPIO ports */

GPIO_Configuration_USART();

/* USARTy and USARTz configuration ------------------------------------------------------*/

USART_StructInit(&USART_InitStructure);

USART_InitStructure.BaudRate = 115200;

USART_InitStructure.WordLength = USART_WL_8B;

USART_InitStructure.StopBits = USART_STPB_1;

USART_InitStructure.Parity = USART_PE_NO;

USART_InitStructure.HardwareFlowControl = USART_HFCTRL_NONE;

USART_InitStructure.Mode = USART_MODE_RX | USART_MODE_TX;

/* Configure USARTx */

USART_Init(USARTx, &USART_InitStructure);

/* Enable the USARTx */

USART_Enable(USARTx, ENABLE);

}

/**

* @brief Configures the different system clocks.

*/

void RCC_Configuration(void) {

/* Enable GPIO clock */

GPIO_APBxClkCmd(USARTx_GPIO_CLK, ENABLE);

/* Enable USARTx Clock */

USART_APBxClkCmd(USARTx_CLK, ENABLE);

}

/**

* @brief Configures the different GPIO ports.

*/

void GPIO_Configuration_USART(void) {

GPIO_InitType GPIO_InitStructure;

/* Initialize GPIO_InitStructure */

GPIO_InitStruct(&GPIO_InitStructure);

/* Configure USARTx Tx as alternate function push-pull */

GPIO_InitStructure.Pin = USARTx_TxPin;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Alternate = USARTx_Tx_GPIO_AF;

GPIO_InitPeripheral(USARTx_GPIO, &GPIO_InitStructure);

/* Configure USARTx Rx as alternate function push-pull and pull-up */

GPIO_InitStructure.Pin = USARTx_RxPin;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pull = GPIO_Pull_Up;

GPIO_InitStructure.GPIO_Alternate = USARTx_Rx_GPIO_AF;

GPIO_InitPeripheral(USARTx_GPIO, &GPIO_InitStructure);

}

/* retarget the C library printf function to the USART */

int fputc(int ch, FILE* f) {

USART_SendData(USARTx, (uint8_t)ch);

while (USART_GetFlagStatus(USARTx, USART_FLAG_TXDE) == RESET) ;

return (ch);

}

在main主函数的while(1)循环之前加入以下代码：

/* 初始化串口 */

init();

在主循环中加入以下代码：

/* 输出启动信息 */

printf("test the USART\n\r");

现在保存工程，进行编译。编译没有问题了，为了减少警告信息，把FWLB下的两个连接文件删除。编译工程，

下载

接下来，我们打开终端，用来观察开发板是否能向串口输出信息。

指定好各项参数，确定

出现

Unable to open connection:

Unable to configure serial port

说明串口打开失败了。没关系，我们可以拔下USB电缆重新接上，然后我们就会看到：

看到“test the USART”，说明串口信息已经输出，printf的重定向没有问题。

接下来，我们继续加入按键的处理。

打开main.h文件，在init函数的下面加上按键处理的初始化函数的声明：

void KeyInputInit(GPIO_Module* GPIOx, uint16_t Pin);

在main.c文件的加上以下代码：

// 按键处理初始化

void KeyInputInit(GPIO_Module* GPIOx, uint16_t Pin)

{

GPIO_InitType GPIO_InitStructure;

/* Check the parameters */

assert_param(IS_GPIO_ALL_PERIPH(GPIOx));

GPIO_InitStruct(&GPIO_InitStructure);

/* Enable the GPIO Clock */

if (GPIOx == GPIOA)

{

RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_GPIOA, ENABLE);

}

else if (GPIOx == GPIOB)

{

RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_GPIOB, ENABLE);

}

else if (GPIOx == GPIOC)

{

RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_GPIOC, ENABLE);

}

else

{

if (GPIOx == GPIOD)

{

RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_GPIOD, ENABLE);

}

/* Configure the GPIO pin as input floating*/

if (Pin <= GPIO_PIN_ALL)

{

GPIO_InitStructure.Pin = Pin;

GPIO_InitStructure.GPIO_Pull = GPIO_No_Pull;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Input;

GPIO_InitPeripheral(GPIOx, &GPIO_InitStructure);

}

在main函数的开头加入以下代码：

/* 初始化按键所在GPIO口模式：GPIO_Mode_Input */

KeyInputInit(GPIOA, GPIO_PIN_4);

在while循环中用以下代码代替之前那个printf语句

/* 按键按下，输出信息 */

if (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_PIN_4) == Bit_SET) {

printf("Key is pressed.\n\r");

}

代码GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_PIN_4) == Bit_SET用来判断按键是否按下，不同开发板要用不同的条件，我这里用的是Bit_SET，按键对用于GPIOA口的PIN4，可能你的开发板要重新指定正确的GPIO口和PIN管脚，要用Bit_RESET来判断，具体根据开发板调整。

编译、下载。打开终端显示，按下开发板上的复位按钮

看到PB5对应的绿色LED闪烁，此时轻按KEY1（PA4）按钮，终端显示区会出现“Key is pressed.”信息，说明按键的处理也已经OK了。