极海半导体APM32F411开发板评测移植RT-Thread

发表于 2024-5-13 20:32

极海半导体APM32F411开发板评测移植RT-Thread1. 软硬件平台

APM32F411Tiny Board开发板
MDK-ARM Keil

2. 物联网RTOS—RT-Thread

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。适用于大量使用的 32 位 ARM 入门级 MCU 的场合。

下图是 RT-Thread Nano 的软件框图，包含支持的 CPU 架构与内核源码，还有可拆卸的 FinSH 组件：

支持架构：ARM：Cortex M0/ M3/ M4/ M7 等、RISC-V 及其他。

功能：线程管理、线程间同步与通信、时钟管理、中断管理、内存管理。

RT-Thread Nano的特点

下载简单
RT-Thread Nano 以软件包的方式集成在 Keil MDK 与 CubeMX 中，可以直接在软件中下载 Nano 软件包获取源码，获取方式详见基于 Keil MDK 移植 RT-Thread Nano 与基于 CubeMX 移植 RT-Thread Nano 。同时也提供下载 Nano 源码压缩包的途径，方便在其他开发环境移植 RT-Thread Nano，如基于 IAR 移植 RT-Thread Nano。
代码简单与RT-Thread 完整版不同的是，Nano 不含 Scons 构建系统，不需要 Kconfig 以及 Env 配置工具，也去除了完整版特有的 device 框架和组件，仅是一个纯净的内核。
移植简单由于 Nano 的极简特性，使 Nano 的移植过程变得极为简单。添加 Nano 源码到工程，就已完成 90% 的移植工作。
易裁剪：Nano 的配置文件为 rtconfig.h，该文件中列出了内核中的所有宏定义，有些默认没有打开，如需使用，打开即可。
易添加 FinSH 组件：FinSH 组件可以很方便的在 Nano 上进行移植，而不再依赖 device 框架，只需要对接两个必要的函数即可完成 FinSH 移植。
资源占用小：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。

移植过程

RT-Thread Nano 内核移植

RT-Thread Nano移植较为简单，参考官方教程。我这里里面可能有少步骤的，大体也差不多。其实我实际对接内核就改了一个SystemClock_Config()函数的实现，其他的基本上没有太大变化，然后就是一些宏定义的打开，特别是你需要使用FINSH组件的时候。

官方移植教程基于 Keil MDK 移植 RT-Thread Nano

在之前的工程模板基础上，添加RT-Thread Nano代码文件。在keil里面添加文件即可。
需要注意是，RT-Thread/port里面需要选择与芯片匹配的文件，APM32F411是Cortex-M4内核的芯片，选择添加相关文件。Cortex-M 芯片内核移植文件如下：
将SysTick_Handler移到RTOS目录下的board.c内，并添加回调函数rt_os_tick_callback();复制例程中相关堆栈初始化的代码。
由于 SysTick_Handler() 中断服务例程由用户在 board.c 中重新实现，做了系统 OS Tick，所以还需要删除工程里中原本已经实现的 SysTick_Handler() ，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.
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。因此在我们的工程里面需要把apm32f4xx_int.c文件中的HardFault_Handler、PendSV_Handler、SysTick_Handler函数注释掉。
尝试移植中景园OLED代码。修改对应GPIO代码后，将延时改为RTT的延时函数后，正常使用。

复制

#include "main.h"

#include "oled.h"

#include <stdlib.h>

#include "oledfont.h"

#include "Bsp_delay.h"



//OLED的显存

//存放格式如下.

//[0]0 1 2 3 ... 127        

//[1]0 1 2 3 ... 127        

//[2]0 1 2 3 ... 127        

//[3]0 1 2 3 ... 127        

//[4]0 1 2 3 ... 127        

//[5]0 1 2 3 ... 127        

//[6]0 1 2 3 ... 127        

//[7]0 1 2 3 ... 127 



#define SIZE 8

#define XLevelL                0x00

#define XLevelH                0x10

#define Max_Column        128

#define Max_Row                64

#define        Brightness        0xFF 

#define X_WIDTH         128

#define Y_WIDTH         64                                                              

//-----------------OLED IIC端口定义----------------                                             



#define OLED_SCLK_Clr() GPIO_ResetBit(GPIOB,GPIO_PIN_8) //CLK

#define OLED_SCLK_Set() GPIO_SetBit(GPIOB,GPIO_PIN_8)



#define OLED_SDIN_Clr() GPIO_ResetBit(GPIOB,GPIO_PIN_9)//SDA

#define OLED_SDIN_Set() GPIO_SetBit(GPIOB,GPIO_PIN_9)



#define OLED_CMD  0        //写命令

#define OLED_DATA 1        //写数据





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

//IIC Start

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

void IIC_Start()

{

        OLED_SCLK_Set() ;

        OLED_SDIN_Set();

        OLED_SDIN_Clr();

        OLED_SCLK_Clr();

}

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

//IIC Stop

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

void IIC_Stop()

{

        OLED_SCLK_Set() ;

//        OLED_SCLK_Clr();

        OLED_SDIN_Clr();

        OLED_SDIN_Set();

}



void IIC_Wait_Ack()

{

        OLED_SCLK_Set() ;

        OLED_SCLK_Clr();

}



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

// IIC Write byte

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



void Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte)

{

        unsigned char i;

        unsigned char m,da;

        da=IIC_Byte;

        OLED_SCLK_Clr();

        for(i=0;i<8;i++)                

        {

                m=da;



                m=m&0x80;

                if(m==0x80)

                {OLED_SDIN_Set();}

                else OLED_SDIN_Clr();

                        da=da<<1;

                OLED_SCLK_Set();

                OLED_SCLK_Clr();

        }

}



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

// IIC Write Command

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

void Write_IIC_Command(unsigned char IIC_Command)

{

        IIC_Start();

        Write_IIC_Byte(0x78);            //Slave address,SA0=0

        IIC_Wait_Ack();        

        Write_IIC_Byte(0x00);                        //write command

        IIC_Wait_Ack();        

        Write_IIC_Byte(IIC_Command); 

        IIC_Wait_Ack();        

        IIC_Stop();

}



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

// IIC Write Data

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

void Write_IIC_Data(unsigned char IIC_Data)

{

        IIC_Start();

        Write_IIC_Byte(0x78);                        //D/C#=0; R/W#=0

        IIC_Wait_Ack();        

        Write_IIC_Byte(0x40);                        //write data

        IIC_Wait_Ack();        

        Write_IIC_Byte(IIC_Data);

        IIC_Wait_Ack();        

        IIC_Stop();

}

void OLED_WR_Byte(unsigned dat,unsigned cmd)

{

        if(cmd)

        {

                Write_IIC_Data(dat);

        }

        else 

        {

                Write_IIC_Command(dat);

        }

}



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

// fill_Picture

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

void fill_picture(unsigned char fill_Data)

{

        unsigned char m,n;

        for(m=0;m<8;m++)

        {

                OLED_WR_Byte(0xb0+m,0);                //page0-page1

                OLED_WR_Byte(0x00,0);                //low column start address

                OLED_WR_Byte(0x10,0);                //high column start address

                for(n=0;n<128;n++)

                {

                        OLED_WR_Byte(fill_Data,1);

                }

        }

}



//坐标设置



void OLED_Set_Pos(unsigned char x, unsigned char y) 

{         OLED_WR_Byte(0xb0+y,OLED_CMD);

        OLED_WR_Byte(((x&0xf0)>>4)|0x10,OLED_CMD);

        OLED_WR_Byte((x&0x0f),OLED_CMD); 

}             

//开启OLED显示    

void OLED_Display_On(void)

{

        OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD);  //SET DCDC命令

        OLED_WR_Byte(0X14,OLED_CMD);  //DCDC ON

        OLED_WR_Byte(0XAF,OLED_CMD);  //DISPLAY ON

}

//关闭OLED显示     

void OLED_Display_Off(void)

{

        OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD);  //SET DCDC命令

        OLED_WR_Byte(0X10,OLED_CMD);  //DCDC OFF

        OLED_WR_Byte(0XAE,OLED_CMD);  //DISPLAY OFF

}                                            

//清屏函数,清完屏,整个屏幕是黑色的!和没点亮一样!!!          

void OLED_Clear(void)  

{  

        u8 i,n;                    

        for(i=0;i<8;i++)  

        {  

                OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD);    //设置页地址（0~7）

                OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD);      //设置显示位置—列低地址

                OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD);      //设置显示位置—列高地址   

                for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(0,OLED_DATA); 

        } //更新显示

}

void OLED_On(void)  

{  

        u8 i,n;                    

        for(i=0;i<8;i++)  

        {  

                OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD);    //设置页地址（0~7）

                OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD);      //设置显示位置—列低地址

                OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD);      //设置显示位置—列高地址   

                for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(1,OLED_DATA); 

        } //更新显示

}

//在指定位置显示一个字符,包括部分字符

//x:0~127

//y:0~63

//mode:0,反白显示;1,正常显示                                 

//size:选择字体 16/12 

void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 Char_Size)

{              

        unsigned char c=0,i=0;        

                c=chr-' ';//得到偏移后的值                        

                if(x>Max_Column-1){x=0;y=y+2;}

                if(Char_Size ==16)

                        {

                        OLED_Set_Pos(x,y);        

                        for(i=0;i<8;i++)

                        OLED_WR_Byte(F8X16[c*16+i],OLED_DATA);

                        OLED_Set_Pos(x,y+1);

                        for(i=0;i<8;i++)

                        OLED_WR_Byte(F8X16[c*16+i+8],OLED_DATA);

                        }

                        else {        

                                OLED_Set_Pos(x,y);

                                for(i=0;i<6;i++)

                                OLED_WR_Byte(F6x8[c][i],OLED_DATA);

                                

                        }

}

//m^n函数

u32 oled_pow(u8 m,u8 n)

{

        u32 result=1;         

        while(n--)result*=m;    

        return result;

}                                  

//显示2个数字

//x,y :起点坐标         

//len :数字的位数

//size:字体大小

//mode:模式        0,填充模式;1,叠加模式

//num:数值(0~4294967295);                           

void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size2)

{                 

        u8 t,temp;

        u8 enshow=0;                                                   

        for(t=0;t<len;t++)

        {

                temp=(num/oled_pow(10,len-t-1))%10;

                if(enshow==0&&t<(len-1))

                {

                        if(temp==0)

                        {

                                OLED_ShowChar(x+(size2/2)*t,y,' ',size2);

                                continue;

                        }else enshow=1; 

                          

                }

                 OLED_ShowChar(x+(size2/2)*t,y,temp+'0',size2); 

        }

} 

//显示一个字符号串

void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,u8 *chr,u8 Char_Size)

{

        unsigned char j=0;

        while (chr[j]!='\0')

        {

                OLED_ShowChar(x,y,chr[j],Char_Size);

                x+=8;

                if(x>120){x=0;y+=2;}

                        j++;

        }

}

//显示汉字

void OLED_ShowCHinese(u8 x,u8 y,u8 no)

{                                  

        u8 t,adder=0;

        OLED_Set_Pos(x,y);        

    for(t=0;t<16;t++)

        {

                OLED_WR_Byte(Hzk[2*no][t],OLED_DATA);

                adder+=1;

     }        

        OLED_Set_Pos(x,y+1);        

    for(t=0;t<16;t++)

        {        

                OLED_WR_Byte(Hzk[2*no+1][t],OLED_DATA);

                adder+=1;

      }                                        

}

/***********功能描述：显示显示BMP图片128×64起始点坐标(x,y),x的范围0～127，y为页的范围0～7*****************/

void OLED_DrawBMP(unsigned char x0, unsigned char y0,unsigned char x1, unsigned char y1,unsigned char BMP[])

{         

 unsigned int j=0;

 unsigned char x,y;

  

  if(y1%8==0) y=y1/8;      

  else y=y1/8+1;

        for(y=y0;y<y1;y++)

        {

                OLED_Set_Pos(x0,y);

    for(x=x0;x<x1;x++)

            {      

                    OLED_WR_Byte(BMP[j++],OLED_DATA);                    

            }

        }

} 



//初始化SSD1306                                            

void OLED_Init(void)

{        

         GPIO_Config_T  configStruct;

          /* Enable the GPIO_LED Clock */

    RCM_EnableAHB1PeriphClock(RCM_AHB1_PERIPH_GPIOB);

        

    GPIO_ConfigStructInit(&configStruct);

    configStruct.pin = GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9;

    configStruct.mode = GPIO_MODE_OUT;

        configStruct.otype = GPIO_OTYPE_PP;

        configStruct.pupd = GPIO_PUPD_UP;

    configStruct.speed = GPIO_SPEED_50MHz;

        GPIO_Config(GPIOB, &configStruct);

        GPIO_SetBit(GPIOB,GPIO_PIN_8);

        GPIO_SetBit(GPIOB,GPIO_PIN_9);

        

        rt_thread_delay(200);



        OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//--display off

        OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//---set low column address

        OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//---set high column address

        OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//--set start line address  

        OLED_WR_Byte(0xB0,OLED_CMD);//--set page address

        OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD); // contract control

        OLED_WR_Byte(0xFF,OLED_CMD);//--128   

        OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);//set segment remap 

        OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//--normal / reverse

        OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD);//--set multiplex ratio(1 to 64)

        OLED_WR_Byte(0x3F,OLED_CMD);//--1/32 duty

        OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//Com scan direction

        OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD);//-set display offset

        OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//

        

        OLED_WR_Byte(0xD5,OLED_CMD);//set osc division

        OLED_WR_Byte(0x80,OLED_CMD);//

        

        OLED_WR_Byte(0xD8,OLED_CMD);//set area color mode off

        OLED_WR_Byte(0x05,OLED_CMD);//

        

        OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD);//Set Pre-Charge Period

        OLED_WR_Byte(0xF1,OLED_CMD);//

        

        OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD);//set com pin configuartion

        OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD);//

        

        OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD);//set Vcomh

        OLED_WR_Byte(0x30,OLED_CMD);//

        

        OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//set charge pump enable

        OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//

        

        OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);//--turn on oled panel

}

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