本帖最后由 HonestQiao 于 2023-11-17 13:21 编辑
申请的时候，看到 NUCLEO-U5A5ZJ-Q 是 Nucleo-144 系列的，因为以前用过 该系列的开发板，由Arduino_Core_STM32提供支持，可以用Arduino IDE进行快速原型开发：
不过，实际进行开发的时候，傻眼了，这块板子，目前还没有被Arduino_Core_STM32提供支持：
虽然用Keil或者STM32CubeIDE也能开发，不过我还是想试试有没有一些新的环境。
今年研究过Nordic的开发板，使用过Zephyr，欣喜的看到，其对 NUCLEO-U5A5ZJ-Q 提供的支持：ST Nucleo U5A5ZJ Q — Zephyr Project Documentation
于是赶紧试了一下，快速建立起了 NUCLEO-U5A5ZJ-Q 的Zephyr开发环境。
实际上，Zephyr可以说是白搭的，能够支持至少500多种开发板呢。
下面，把构建NUCLEO-U5A5ZJ-Q 的Zephyr开发环境的步骤，给大家分享。
我的开发环境操作系统为macOS，Linux环境下面可以直接参考，Windows下面，建议在wsl中进行。
一、Python安装和设置专属运行环境
Zephyr环境需要使用到使用Python开发的工具，所以需要首先安装好Python。
下载Python要使用科学友好上网方式访问 Download Python | Python.org，下载最新的版本即可。
百度上面搜搜Python，提供的下载，99.9999%都是垃圾，居然还要收费，真是娘心被狗给吃了狗都嫌丢脸。
建议安装Python3.8及以后的版本，我的开发环境的版本为3.10.10：
安装好Python以后，使用Python3自带的venv来设置专属运行环境：
- # 设定运行环境
- python -m venv ~/zephyrproject/.venv
- # 进入运行环境
- source ~/zephyrproject/.venv/bin/activate
- # 升级pip
- pip install --upgrade pip
二、git安装
因为Zephyr的源码使用git管理，所以需要安装git工具，访问下面的网址，选择对应的系统安装即可：Git - 安装 Git (git-scm.com)安装完成后，检查安装结果：
三、Stm32CubeProgrammer安装
因为没有使用Keil或者STM32CubeIDE进行开发，烧录系统的时候，可以使用west自身的flash命令，也可以使用Stm32CubeProgrammer工具，或者openocd、pycod等开源工具。使用west flash烧录的时候，编译开发要在同一个环境中。使用Stm32CubeProgrammer或者openocd、pyocd烧录的时候，仅需要hex文件即可。
这次在NUCLEO-U5A5ZJ-Q上，我的编译环境在远程，而烧录在本地macOS，所以在本地macOS使用了Stm32CubeProgrammer和pycod，两者都可以很方便的进行固件的烧录。
注意，Stm32CubeProgrammer不是STM32CubeIDE，不是用于开发，而是用于硬件烧录专用的工具，从 STM32CubeProg - 用于STM32产品编程的STM32CubeProgrammer软件 - 意法半导体STMicroelectronics 下载安装即可：
安装后，将NUCLEO-U5A5ZJ-Q 开发板连接到电脑，再打开Stm32CubeProgrammer，看看能否识别到：
如果Windows不能识别的话，可以从ST官方下载对应的驱动包安装：STSW-LINK009 - 为Windows 7、Windows 8、Windows 10签署的ST-LINK、ST-LINK/V2、ST-LINK/V2-1 USB驱动 - 意法半导体STMicroelectronics，然后重新连接。
识别成功后，点击Connect连接，即可读取Flash的信息：
连接成功后，点击Disconnect，端口连接，以便后续的pyocd可以正常连接。
四、pyocd安装
安装pyocd非常简单，使用python的包管理命令pip安装即可，安装后，还需要安装STM32U5的Keil 支持包：
- # 安装； pyocd工具
- pip install pyocd
- # 更新pyocd
- pyocd pack --update
- >>>0000640 I Updating pack index... [pack_cmd]
- >>>Downloading descriptors (1065/1065)
- # 安装Keil STM32U5支持包
- pyocd pack --install stm32u5
- >>>Downloading packs (press Control-C to cancel):
- >>>Keil.STM32U5xx_DFP.2.1.0
- >>>Downloading descriptors (001/001)
- # 查看安装的支持包
- pyocd pack show
- >>>Pack Version
- >>>--------------------------------
- >>>Keil.STM32U5xx_DFP 2.1.0
- # 查看支持的开发板
- pyocd list --targets | grep -i u5a5zj
- >>>stm32u5a5zjtx STMicroelectronics STM32U5A5ZJTx STM32U5 Series, STM32U5A5 pack
- >>>stm32u5a5zjtxq STMicroelectronics STM32U5A5ZJTxQ STM32U5 Series, STM32U5A5 pack
- >>>stm32u5a5zjyxq STMicroelectronics STM32U5A5ZJYxQ STM32U5 Series, STM32U5A5 pack
- # 查看是否支持当前的开发板
- pyocd list --boards | grep -i U5A5ZJ-Q
- >>>0877 NUCLEO-U5A5ZJ-Q stm32u5a5zjtxq None
此时，可以将NUCLEO-U5A5ZJ-Q 开发板连接到电脑，然后使用下面的命令查看是否能够识别：
- # 连接开发板后，查看是否成功识别，stm32u5a5zjtxq在后续命令中需要作为target使用
- pyocd list --probes
- >>># Probe/Board Unique ID Target
- >>>---------------------------------------------------------------------
- >>>0 STLINK-V3 001C002B3132511438363431 ✔︎ stm32u5a5zjtxq
- >>>NUCLEO-U5A5ZJ-Q
在使用下面的命令，擦除Flash：- pyocd erase --chip --target stm32u5a5zjtxq
- >>>0002442 I Erasing chip... [eraser]
- >>>0003738 I Chip erase complete [eraser]
五、安装west工具
Zephyr项目使用west工具来进行管理，需要使用pip先安装west工具：
- # 安装west
- pip install west
- west --version
- >>>West version: v1.1.0
六、建立Zephyr环境
- # 初始化zephyr环境
- mkdir ~/zephyrproject
- west init ~/zephyrproject
- west update
最后一条命令，可以多执行两次，确保最后没有Error出现，结果类似下面：
需要提醒的是，west下载源码，需要科学友好的上网方式，否则可能上网不顺利。
一般在执行前，使用下面的方式设置：
- export http_proxy="http://127.0.0.1:8080"
- export https_proxy="http://127.0.0.1:8080"
七、安装python支持库
Zephyr官方收集了需要安装的支持库到~/zephyrproject/zephyr/scripts/requirements.txt文件中，除此以外，还要安装elftools：
- # 安装支持库
- pip install -r ~/zephyrproject/zephyr/scripts/requirements.txt
- # 安装 elftools工具
- pip install pyelftools
八、安装zephyr SDK
上面使用west部署了Zephyr环境，但还需要安装SDK，才能完成正常的编译开发。
具体步骤如下：
- # 安装zephyr SDK
- cd ~/zephyrproject/
- mkdir -p sdk
- cd sdk
- wget https://github.com/zephyrproject-rtos/sdk-ng/releases/download/v0.16.3/zephyr-sdk-0.16.3_linux-x86_64.tar.xz
- xz -dk zephyr-sdk-0.16.3_linux-x86_64.tar.xz
- tar xvf zephyr-sdk-0.16.3_linux-x86_64.tar
- cd cd zephyr-sdk-0.16.3/
- ./setup.sh
九、编译hello world实例
经过以上的步骤，Zephyr环境算是部署了，下面，就需要测试能否正常编译了。
- # 编译实例
- cd ~/zephyrproject/zephyr
- # hello world实例
- west build -b nucleo_u5a5zj_q samples/hello_world
- ls -lh ./build/zephyr/zephyr.hex
具体编译结果如下：
最终出现 ./build/zephyr/zephyr.hex ，表示编译成功。
十、烧录固件
烧录固件，使用Stm32CubeProgrammer和pyocd。
使用 Stm32CubeProgrammer烧录：
烧录完成后提示：
使用pyocd烧录：
- # 擦除烧录一条龙
- pyocd flash --erase chip --target stm32u5a5zjtxq ./build/zephyr/zephyr.hex
- >>>0002540 I Loading ~/zephyrproject/zephyr/build/zephyr/zephyr.hex [load_cmd]
- >>>[==================================================] 100%
- >>>0004075 I Erased chip, programmed 28672 bytes (28 pages), skipped 0 bytes (0 pages) at 18.66 kB/s [loader]
如果出现类似下面的错误提示，说明Stm32CubeProgrammer没有断开连接(Disconnect)：
0002518 C Error: [Errno 13] Access denied (insufficient permissions) [__main__]
烧录完成后，可以使用串口工具连接到NUCLEO-U5A5ZJ-Q的ST-Link显示的串口，然后按开发板上的RESET按键，重启板子，串口工具会收到如下的信息：
到这里，编译烧录，就都成功了，也就是Zephyr开发环境，成功搭建起来。
其实，对于Nucleo系列的板子，烧录固件还有更简单的办法，那就是直接把固件，拷贝到连接开发板后出现的U盘中即可：
拷贝完成，NUCLEO-U5A5ZJ-Q会自动重启，zephyr.hex文件消失，但系统已经自动更新了。
十一、点灯
编写程序的第一步是输出Hello World，而玩板子的灵魂，则是点灯，点完了，板子就可以收起来压箱底了。
在 ~/zephyrproject/zephyr/samples/basic/blinky 目录中，有点灯的实例，具体内容如下：
可以打开 ~/zephyrproject/zephyr/samples/basic/blinky/src/main.c，看看具体内容：
从上述代码可以看到，这个点灯实例，是控制LED，每秒闪烁一次。
我们可以把SLEEP_TIME_MS修改为100ms，让LED狂闪：
然后编译：
- # 编译实例
- cd ~/zephyrproject/zephyr
- rm -rf build
- # blinky实例
- west build -b nucleo_u5a5zj_q samples/basic/blinky
- ls -lh ./build/zephyr/zephyr.hex
编译完成后，使用west flash或者Stm32CubeProgrammer或者pyocd进行烧录即可。
烧录完成后，按一下开发板RESET按键，串口工具会收到输出：
开发板上的LED也正在狂闪了：
十二、总结
虽然上面的步骤较多，但一旦搭建好了，后面就非常的方便了。
Zephyr的samples中，提供了数百个实例，很多都可以在NUCLEO-U5A5ZJ-Q开发板上使用，减少了学习研究的难度。
如果你也感兴趣的话，也可以试试Zephyr，相信一定会有新的收获。
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