STM32 —— RT-Thread Nano 移植_stm32 rtthread移植

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实验环境

KEIL
STM32F103C8T6
杜邦线
mcuisp烧录工具
firetool串口助手

一、RT-Thread系统

概述

它是一个嵌入式实时多线程操作系统，基本属性之一是支持多任务。事实上一个处理器核心在某时刻只能运行一个任务，由于每次对一个任务的执行时间很短、任务与任务之间通过任务调度器进行快速的切换，给人造成多个任务在同一时刻同时运行的错觉。
RT-Threa系统中，任务通过线程实现的，RT-Thread中的线程调度器也就是以上提到的任务调度器。

架构

物联网操作系统是指以操作系统内核(RTOS\Linux等)为基础，包括如文件系统、图形库等较为完整的中间件组件，具备低功耗、安全、通信协议支持和云端连接能力的软件平台。
RT-Thread与其他很多RTOS主要区别之一是：它不仅仅是一个实时内核，还具备丰富的中间层组件，如下图所示。

• 内核层：RT-Thread内核，是RT-Thread的核心部分，包括了内核系统中对象的实现，例如多线程及其调度、信号量、邮箱、消息队列、内存管理、定时器等；libcpu/BSP(芯片移植相关文件/板级支持包)与硬件密切相关，由外设驱动和CPU移植构成。
• 组件与服务层：组件是基于RT-Thread内核之上的上层软件，例如虚拟文件系统、FinSH命令行界面、网络框架、设备框架等。采用模块化设计，做到组件内部高内聚，组件之间低耦合。
• RT-Thread软件包：运行于RT-Thread物联网操作系统平台上，面向不同应用领域的通用软件组件，由描述信息、源代码或库文件组成。
• 物联网相关的软件包：Paho MQTT、WebClient、mongoose、WebTerminal 等等。
• 脚本语言相关的软件包：目前支持 JerryScript、MicroPython。
• 多媒体相关的软件包：Openmv、mupdf。
• 工具类软件包：CmBacktrace、EasyFlash、EasyLogger、SystemView。
• 系统相关的软件包：RTGUI、Persimmon UI、lwext4、partition、SQLite 等等。
• 外设库与驱动类软件包：RealTek RTL8710BN SDK。

二、CubeMX 安装 Nano Pack

这里我们可以参考官方的教程：基于 CubeMX 移植 RT-Thread Nano

要获取 RT-Thread Nano 软件包，需要在 CubeMX 中添加
https://www.rt-thread.org/download/cube/RealThread.RT-Thread.pdsc

这里我们需要使用在 CubeMX 中添加硬件包同样的方式来添加我们要使用的 RT-Thread Nano 软件包，过程如下：

1. 打开 CubeMX，从菜单栏 help 进入 Manage embedded software packages 界面，点击 From Url 按钮，进入 User Defined Packs Manager 界面，其次点击 new，填入上述网址，然后点击 check，
   
   
2. 下载安装完成后如下，前面的勾选框变为绿色
   

三、Keil MDK安装 RT-Thread

1. 官方参考资料
   具体请请参照:
   https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-nano/nano-port-keil/an0039-nano-port-keil?id=%E6%96%B9%E6%B3%95%E4%B8%80%EF%BC%9A%E5%9C%A8-ide-%E5%86%85%E5%AE%89%E8%A3%85

2. IDE内安装具体步骤
   （1）打开 MDK 软件，点击工具栏的 Pack Installer 图标：
   
   （2）点击右侧的 Pack，展开 Generic，可以找到 RealThread::RT-Thread，点击 Action 栏对应的 Install ，就可以在线安装 Nano Pack 了。
   

四、CubeMX 项目配置

1. 芯片选择STM32F103C8
   
2. 选择 Nano 组件
   （1）点击 Softwares Packages->Select Components，进入组件配置界面
   
   （2）选择 RealThread， 然后根3.1.5版本的，然后点击 OK 按钮
   
   （3）这时会新增Software Packs展开就可以看见添加的RealThread.RT_Thread,勾选相应内容
   
   （4）RCC配置
   
   （5）SYS配置
   
   （6）USART1配置
   
   （7）GPIO选择PC13，模式选择推挽输出，用于点亮LED
   
   （8）NVIC选择
   
   （9）时钟树配置
   
   （10）生成项目
   
   

五、代码修改

1.创建任务

• 主要是一个LED灯任务，一个串口发送任务，一个每0.5秒变化一次，一个每1秒发送一次。
• 在Application/USER文件夹下新建app_rt_thread.c文件，并添加以下代码

#include "rtthread.h"
#include "main.h"
#include "stdio.h"
 
struct rt_thread led1_thread;
rt_uint8_t rt_led1_thread_stack[128];
void led1_task_entry(void *parameter);
 
//初始化线程函数
void MX_RT_Thread_Init(void)
{
	//初始化LED1线程
	rt_thread_init(&led1_thread,"led1",led1_task_entry,RT_NULL,&rt_led1_thread_stack[0],sizeof(rt_led1_thread_stack),3,20);
	//开启线程调度
	rt_thread_startup(&led1_thread);
}
 
//主任务
void MX_RT_Thread_Process(void)
{
	printf("Hello RT_Thread!!!");
	rt_thread_delay(1000);
}
 
//LED1任务
void led1_task_entry(void *parameter)
{
	while(1)
	{
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_RESET);
		rt_thread_delay(500);
		HAL_GPIO_WritePin(GPIOC,GPIO_PIN_13, GPIO_PIN_SET);
		rt_thread_delay(500);
	}
}
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2. 找到Middlewares/RT-Thread/RTOS/kernel文件夹下的board.c文件，修改串口USART2为USART1
   
3. 找到Application/User/Core里app_rt_thread.c下的rtconfig.h
   
4. 在main.c文件中添加代码：

extern void MX_RT_Thread_Init(void);
extern void MX_RT_Thread_Process(void);
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5. main函数代码如下：

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  MX_RT_Thread_Init();
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
	MX_RT_Thread_Process();
    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

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6. 另外还有重写printf函数，在usart.c中添加以下代码，记住要加入#include<stdio.h>头文件

#ifdef __GNUC__
/* With GCC, small printf (option LD Linker->Libraries->Small printf
   set to 'Yes') calls __io_putchar() */
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)
#endif /* __GNUC__ */
 
 
PUTCHAR_PROTOTYPE
{
  /* Place your implementation of fputc here */
  /* e.g. write a character to the USART2 and Loop until the end of transmission */
  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
 
  return ch;
}
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要勾选上Use MicoLIB选项

六、运行结果

七、实验总结

本次实验用到了RT-Thread Nano ，它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。Nano开源免费，小巧，简单是它的优点。