【AT-START-WB415测评】移植rt-thread nano+shell及注意事项

只看该作者 · 2022-9-12 09:48

#技术资源# #申请原创# 本文的移植是在官方蓝牙例程的MCU部分例程上进行了移植，现在对移植过程和注意事项在此说明一下。
移植的环境是MDK，并已提前安装了rt-threadnano的支持包

在 Manage Rum-Time Environment 里 "Software Component" 栏找到 RTOS，Variant 栏选择 RT-Thread，然后勾选 kernel，点击 "OK" 就添加 RT-Thread 内核到工程了。

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：
文件图标上带钥匙的是只读文件，属于系统内核文件，我们不需要修改，只有board.c和rtconfig.h这两个文件有我们需要修改和配置的地方

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。这两个函数在at32wb415_int.c文件内

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）。需要将原来在main.c内的system_clock_config();函数去掉

如下代码所示，用户需要在 board.c 文件中系统初始化和 OS Tick 的配置，用户需在 timer 定时器中断服务函数调用 rt_os_tick_callback function，cortex-m 架构使用 SysTick_Handler()

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。

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

还需要在main.c的while (1)内添加一个系统延时函数，好让此线程挂起，让系统能够实现调度，这点非常重要！！！

另外，at32_board_init内的delay_init();函数要关闭，因为里面用到SysTick，会干扰系统，这里一定要注意！！！at32wb415_board.c里的延时函数也都不要用，也都是由SysTick实现的，和系统有冲突。

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。
串口初始化时在板级自动初始化中实现了，使用的是串口1中断+DMA方式，具体配置可以看一下我之前的帖子。

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);

实现效果如下

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。
添加 FinSH 源码到工程
点击 Manage Run-Environment：

勾选 shell，这将自动把 FinSH 组件的源码到工程：

然后在 rtconfig.h 中打开 finsh 相关选项，如下图：

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 board.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），推荐使用中断方式获取（我这里用的是中断+DMA方式）。