【凌鸥创芯电机开发板LKS32MC071CBT8评测报告】+RT-Thread移植

只看该作者 · 2023-7-9 17:31

一、前言

由于前面出现了一点意外，今天才拿到开发板，已经到了评测的结尾期，下午下载好了LKS32MC071的相关资料，以及支持的FOC，然后连上为这块板子买的电源和电机，然后打开FOC代码，熟悉了一下，当然一下就熟悉了不可能的，不过看到代码中的驱动库和一些功能，熟悉肯定需要一段时间，根据芯片的片上资源以及使用计划，本篇文章讲解如何移植RT-Thread。

二、RT-Thread Nano简介

RT-Thread Nano 是一个极简版的硬实时内核，它是由 C 语言开发，采用面向对象的编程思维，具有良好的代码风格，是一款可裁剪的、抢占式实时多任务的 RTOS。其内存资源占用极小，功能包括任务处理、软件定时器、信号量、邮箱和实时调度等相对完整的实时操作系统特性。
在资源足够的情况下可移植finsh组件，如下为RT-Thread软件框图：

RT-Thread Nano 支持可裁剪，通过rtconfig.h进行，在本次使用过程中也会用到，需要裁剪一些功能。
同时最关心的就是RT-Thread Nano的使用资源情况了，对 RAM 与 ROM 的开销非常小，在支持 semaphore 和 mailbox 特性，并运行两个线程 (main 线程 + idle 线程) 情况下，ROM 和 RAM 依然保持着极小的尺寸，RAM 占用约 1K 左右，ROM 占用 4K 左右，但实际可能不止，接下来就开始RT-Thread的移植。

三、RT-Thread Nano移植

准备工作：
下载好RT-Thread Nano版本的源码，或者使用keil中下好RT-Thread实时操作系统的支持包（这种方式方便使用）。
准备好基础工程，本次使用的是UART的工程，带有LED操作，满足移植条件，用于调试观察。
移植过程：
添加RT-Thread Nano源码

添加心跳配置，在board.c文件中，首先需要在源码board.c中添加#include "hardware_init.h"头文件，在board.c中需要使用systick的配置。以下为RT-Thread操作系统的心跳配置。

在systick_Handler中添加心跳回调函数rt_os_tick_callback（）；

RTOS裁剪，由于芯片资源比较少，需要对RTOS进行裁剪。点击rtconfig.h进行配置，选择Configuration Wizard

在Memory Management Configuation中关闭动态内存池管理

其他按需求配置即可，总的配置文件如下：
/* RT-Thread config file */
#ifndef __RTTHREAD_CFG_H__
#define __RTTHREAD_CFG_H__
// <<< Use Configuration Wizard in Context Menu >>>
// <h>Basic Configuration
// <o>Maximal level of thread priority <8-256>
// Default: 32
#define RT_THREAD_PRIORITY_MAX 32
// <o>OS tick per second
// Default: 1000 (1ms)
#define RT_TICK_PER_SECOND 1000
// <o>Alignment size for CPU architecture data access
// Default: 4
#define RT_ALIGN_SIZE 4
// <o>the max length of object name<2-16>
// Default: 8
#define RT_NAME_MAX 8
// <c1>Using RT-Thread components initialization
// Using RT-Thread components initialization
#define RT_USING_COMPONENTS_INIT
// </c>
#define RT_USING_USER_MAIN
// <o>the stack size of main thread<1-4086>
// Default: 512
#define RT_MAIN_THREAD_STACK_SIZE 256
// </h>
// <h>Debug Configuration
// <c1>enable kernel debug configuration
// Default: enable kernel debug configuration
//#define RT_DEBUG
// </c>
// <o>enable components initialization debug configuration<0-1>
// Default: 0
#define RT_DEBUG_INIT 0
// <c1>thread stack over flow detect
// Diable Thread stack over flow detect
//#define RT_USING_OVERFLOW_CHECK
// </c>
// </h>
// <h>Hook Configuration
// <c1>using hook
// using hook
//#define RT_USING_HOOK
// </c>
// <c1>using idle hook
// using idle hook
//#define RT_USING_IDLE_HOOK
// </c>
// </h>
// <e>Software timers Configuration
// Enables user timers
#define RT_USING_TIMER_SOFT 0
#if RT_USING_TIMER_SOFT == 0
#undef RT_USING_TIMER_SOFT
#endif
// <o>The priority level of timer thread <0-31>
// Default: 4
#define RT_TIMER_THREAD_PRIO 4
// <o>The stack size of timer thread <0-8192>
// Default: 512
#define RT_TIMER_THREAD_STACK_SIZE 512
// </e>
// <h>IPC(Inter-process communication) Configuration
// <c1>Using Semaphore
// Using Semaphore
#define RT_USING_SEMAPHORE
// </c>
// <c1>Using Mutex
// Using Mutex
//#define RT_USING_MUTEX
// </c>
// <c1>Using Event
// Using Event
//#define RT_USING_EVENT
// </c>
// <c1>Using MailBox
// Using MailBox
#define RT_USING_MAILBOX
// </c>
// <c1>Using Message Queue
// Using Message Queue
//#define RT_USING_MESSAGEQUEUE
// </c>
// </h>
// <h>Memory Management Configuration
// <c1>Memory Pool Management
// Memory Pool Management
//#define RT_USING_MEMPOOL
// </c>
// <c1>Dynamic Heap Management(Algorithm: small memory )
// Dynamic Heap Management
//#define RT_USING_HEAP
//#define RT_USING_SMALL_MEM
// </c>
// <c1>using tiny size of memory
// using tiny size of memory
//#define RT_USING_TINY_SIZE
// </c>
// </h>
// <h>Console Configuration
// <c1>Using console
// Using console
//#define RT_USING_CONSOLE
// </c>
// <o>the buffer size of console <1-1024>
// the buffer size of console
// Default: 128 (128Byte)
#define RT_CONSOLEBUF_SIZE 256
// </h>
// <h>FinSH Configuration
// <c1>include finsh config
// Select this choice if you using FinSH
//#include "finsh_config.h"
// </c>
// </h>
// <h>Device Configuration
// <c1>using device framework
// using device framework
//#define RT_USING_DEVICE
// </c>
// </h>
// <<< end of configuration section >>>
#endif

四、程序设计

 这里主要进行验证程序的设计，首先main.c中添加#include <rtthread.h>头文件，在主函数中创建两个线程，线程1和线程2，线程1主要是LED1 250ms翻转，并且打印调试信息，线程2为500ms打印调试信息。如下所示：
#include "lks32mc07x_lib.h"
#include "hardware_init.h"
#include "rtthread.h"
 struct rt_thread thread1;
struct rt_thread thread2;
char thread1_stack[512];
char thread2_stack[512];
void thread1_entry(void *param)
{
while (1)
{
led1_blink();
printf("thread1 is running\r\n");
rt_thread_mdelay(250);
}
}
 void thread2_entry(void *param)
{
while (1)
{
printf("thread2 is running\r\n");
rt_thread_mdelay(500);
}
}
 void thread1_init(void)
{
rt_err_t fd= rt_thread_init(&thread1,"thread1",&thread1_entry,0,&thread1_stack[0],sizeof(thread1_stack),10,10);
if(fd < 0)
{
printf("thread1 init is fail \r\n");
}
else
{
printf("thread1 init is success \r\n");
}
rt_thread_startup(&thread1);
}
void thread2_init(void)
{
rt_err_t fd= rt_thread_init(&thread2,"thread2",&thread2_entry,0,&thread2_stack[0],sizeof(thread2_stack),10,10);
if(fd < 0)
{
printf("thread2 init is fail \r\n");
}
else
{
printf("thread2 init is success \r\n");
}
rt_thread_startup(&thread2);
}
int main(void)
{
Hardware_init(); /* 硬件初始化 */
thread1_init();
thread2_init();
}
编译下载，可以看到调试信息，线程1和线程2创建成功信息，线程1打印两次，线程2打印一次。如下所示

LED1正常闪烁运行

五、总结

本次在较小资源的芯片上实现了RT-Thread操作系统，并创建了两个线程，以及调试信息输出。研究了一下电机的驱动，当目前这部分还没开始着手弄，这部分后面慢慢的分享吧，移植完了RT-Thread，说一下感受，个人觉得库封装的不好，我是做应用开发的，也是从事电机控制相关工作，不过我们用的功率特别大，在控制软件中，将底层驱动与应用控制进行了分成，还有算法之间，看了一下LKS32MC071的库函数，接口封装不全，应用程序和平台没有解耦，个人觉得这样不太好。当然可能应用和芯片资源不一样，无妨。