开发: C++知识库 Java知识库 JavaScript Python PHP知识库人工智能区块链大数据移动开发嵌入式开发工具数据结构与算法开发测试游戏开发网络协议系统运维
教程: HTML教程 CSS教程 JavaScript教程 Go语言教程 JQuery教程 VUE教程 VUE3教程 Bootstrap教程 SQL数据库教程 C语言教程 C++教程 Java教程 Python教程 Python3教程 C#教程
数码: 电脑笔记本显卡显示器固态硬盘硬盘耳机手机 iphone vivo oppo 小米华为单反装机图拉丁

-> 嵌入式 -> 【RT-Thread】移植与使用笔记 -> 正文阅读

[嵌入式]【RT-Thread】移植与使用笔记

RT-Thread 移植笔记

最近工作需要重新捡起 rtt 使用.之前使用的时候都是智能车比赛要求使用,用的也是逐飞科技移植好的工程,我自己都没有移植过.后来工作需要时发现自己一点都不懂,一脸懵逼.折磨一遍后再回顾,感觉其实也挺简单的.

1. 介绍

官方说明 (教程) 手册 : RT-Thread文档中心 (https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-nano/an0038-nano-introduction)
官方 api 手册 : RT-Thread API参考手册 (https://www.rt-thread.org/document/api/group___i_p_c.html)

官方有完善的教程,再写就有点多余,但是对于不太熟悉rtos的人来说,还是有点不够详细.
我总结一下我的过程,并着重提醒踩过的坑,希望能帮助到你.

一、 nano 版源码

Nano版, 俗称就是最简版,默认只包含最基本的线程 , 信号量 , 队列 , 邮箱等基础功能,不包含其他工具包, 比如finsh控制台.移植方便,因为只需要设置系统时钟部分的接口.

如果你还不了解线程,信号量,finsh控制台等概念. 先去看看说明视频,这部分不是本文重点,不赘述.
总有适合你的 : RT-Tread 视频中心 (https://www.rt-thread.org/page/video.html)

下载地址是giithub,下载项目,解压后打开 rt-thread 文件夹,得到下面的内容.看着眼花缭乱,很多东西,其它下方的非文件夹文件都是github的相关文件,和rtt没关系,忽略.主要看上面一排文件夹的内容.

1. bsp 文件夹

bsp : 是板级接口文件,也就是 board.c 和 rtconfig.h, 看名字翻译就知道,前者是板级接口,后者的rt系统配置,里面全是宏定义开关.而其它文件夹都是一些常用单片机移植好的例子,不需要参考就直接删除.~~想必多半没有你需要的,不然也不会自己移植了~~ .

2. components 文件夹

components : 看翻译就知道,里面装着一些rtt系统的组件,nano版中,这里面就一个finsh控制台组件和一个device组件,后者没用过,好像是硬件接口,略.主要看finsh控制台组件.最后移植好rtt后再根据需要添加组件.如果单片机SRAM抓急,一般就放不下finsh.

3. docs 文件夹

说明文档,就一个文本文件,打开后是一堆教程链接.略.

4. include 文件夹

rtt系统的相关 .h 头文件集合.

5. libcpu 文件夹

里面装着单片机内核平台文件.根据单片机内核和ide平台选择.

以我选择为例: HC32L196JCTA + IAR; 选择的就是下面2个高亮文件.

6. src 文件夹

rtt系统的相关 .c 脚本文件集合.

7. 最后

最后根据需要进行删减.include 和 src 不需要改动,板级只保留两个代码文件,组件只保留finsh文件夹,内核只保留需要的.最后得到的文件夹内容如下.然后整个文件夹丢到工程里即可.

二、修改工程

1. 添加文件

根据原本的目录结构,一模一样的分类,避免混乱.finsh文件先不添加,之后再加.

添加完后文件后别忘记添加头文件路径.目前只有这3个目录有头文件.

$PROJ_DIR$\..\rtthread\include\libc
$PROJ_DIR$\..\rtthread\include
$PROJ_DIR$\..\rtthread\bsp

2. 编译文件

添加文件和路径后,直接编译.一般只会有这3个错误,没有警告.这3个错误都是函数重名.

HardFault_Handler : 是单片机硬件错误中断函数, rtt系统有自带的硬件中断错误,如果线程跑飞会进入,同时反馈错误信息.
SysTick_Handler : 是单片机滴答定时器中断函数.rtt系统会使用滴答定时器作为系统节拍.这意味着单片机运行时将不能另外使用滴答定时器,同时在main之前要初始化好系统时钟和滴答定时器.之后再修改.
__low_level_init : 是单片机启动函数,就是调用main函数的函数.rtt在调用main之前会做一系列初始化操作.
知道函数名字后就直接打开全局搜索,找函数位置.然后屏蔽掉就可以了.再编译就没有错了.安心~

3. 接口函数

还需要设置三样东西, 系统时钟初始化 , 滴答定时器初始化 , 系统延时函数修改.

系统时钟初始化 : 在board.c文件中的rt_hw_board_init()函数.

    /* System Clock Update */
    SystemCoreClockUpdate();

原本第一个调用的内容如上,功能是获取系统时钟频率.一些单片机的可能在运行rtt系统前需要修改时钟频率才能运行.所以根据需要修改.

比如我使用的hc32,裸机例程默认4Mhz,如果不修改成全速的48Mhz,貌似不能正常运行.
关于嵌入式单片机时钟树的知识我比较薄弱,而且不同单片机平台差异巨大,请自己找资料尝试修改吧.

滴答定时器初始化 : 在board.c文件中的rt_hw_board_init()函数.

    /* System Tick Configuration */
    _SysTick_Config(SystemCoreClock / RT_TICK_PER_SECOND);

原本第二个调用的内容如上,功能是初始化滴答定时器,设定周期中断并开启.需要设置成1ms.原型就在board.c文件中.这个根据单片机而异.直接找厂家例程里的滴答定时器例程,复制粘贴即可.

系统延时函数修改 : 大部分单片机库中都有自带延时函数,一般都是使用滴答定时器.但是滴答定时器已经被用作rtt系统节拍了.单片机库的自带延时函数必须修改.

这时有2个选择,如果延时函数是大于或等于毫秒级的,就可以调用rtt系统的延时函数.

官方说明手册 : 使线程睡眠
在实际应用中，我们有时需要让运行的当前线程延迟一段时间，在指定的时间到达后重新运行，这就叫做 “线程睡眠”。线程睡眠可使用以下三个函数接口：
rt_err_t rt_thread_sleep(rt_tick_t tick);
rt_err_t rt_thread_delay(rt_tick_t tick);
rt_err_t rt_thread_mdelay(rt_int32_t ms);

注意,rtt系统的延时的允许切换线程的延时,而且一定要开启rtt系统调度才会起作用.如果并不想发生线程调度,就使用软件模拟延时.也可以使用其他通用定时器资源代替.不过还是推荐简单快捷的软件模拟.

void __delay10us(uint32_t u32Cnt)
{
	for (int j=0; j<u32Cnt; j++)
		for (int i=0; i<(SystemCoreClock/1000000); i++); 
		// SystemCoreClock 是当前系统时钟频率
}

使用延时函数的时候,一定要注意是允许切换线程的还是不允许的.

4. 最后

至此,最基本的rtt系统移植就完成. 编译无误,下载进去,在线调试.看看能不能到主函数部分,再看看每调用一次延时,节拍变化是不是对应.主函数本身就是一个线程,如果能正常运行就算事半功倍了.

void main(void)
{
	while (1)
    	rt_thread_mdelay(100);
}

如果要用信号量,邮箱等功能,记得开启相应宏定义开关.

三、finsh 控制台

添加文件.

添加文件路径.

$PROJ_DIR$\..\rtthread\components\finsh

现在可以先直接编译,会提示一个报错和一堆警告,~~警告不管了,虽然想管,但是修改rtt系统源文件不好~~ .

提示没有添加头文件,手册里说在rtconfig.h文件内去掉注释,但是我没看到我下载的rtconfig.h文件有这行注释,所以自行添加算了.

还有记得开启finsh控制台的宏定义开关.

再编译的话就更多警告,还有一个错误,提示接口函数没实现.我们这里直接把它屏蔽了,之后再实现这个函数.屏蔽之后再编译就并不会有错误了.只剩下警告.

接下来开始实现接口函数,总结来说就是要实现finsh控制台的 发送字符串函数,接收字符串函数,进行串口通信初始化.
串口初始化属于板级功能,而且要在rtt系统运行前执行,所以是和系统时钟初始化放一起就可以了.也就是 rt_hw_board_init() 函数里.rtt也提供隐式执行,调用宏定义即可.
发送字符串函数功能的实现拷贝单片机库例程即可.接收字符串函数也是.唯一需要注意的是接收字符串要在接收完所有后再传入,而不是一个个传入,不然不能正确识别指令.
finsh控制台如果接收到不能识别内容会原模原样返回发送,用于自行判断.如果发现指令没错,那可能是最后没有加换行符,指令的最后要加换行才会被识别.

例子

其实官方有例子,直接拷贝即可.

推荐参考 : 移植示例代码

其中分2部分,第一部分完全不用修改,第二部分只修改亿点点.

/* 第一部分：ringbuffer 实现部分 */

// 略,不需要修改


/* 第二部分：finsh 移植对接部分 */

// 略,变量定义部分

/* 初始化串口，中断方式 */
static int uart_init(void)
{
    /* 初始化串口接收 ringbuffer  */
    rt_ringbuffer_init(&uart_rxcb, uart_rx_buf, UART_RX_BUF_LEN);

    /* 初始化串口接收数据的信号量 */
    rt_sem_init(&(shell_rx_sem), "shell_rx", 0, 0);

    /* 初始化串口参数，如波特率、停止位等等 */
	// 更改为自己单片机的
	
    /* 初始化串口引脚等 */
	// 更改为自己单片机的

    /* 中断配置 */
	// 更改为自己单片机的

    return 0;
}
INIT_BOARD_EXPORT(uart_init);

/* 移植控制台，实现控制台输出, 对接 rt_hw_console_output */
void rt_hw_console_output(const char *str)
{
    rt_size_t i = 0, size = 0;
    char a = '\r';

    size = rt_strlen(str);
    for (i = 0; i < size; i++)
    {
        if (*(str + i) == '\n')
        {
        	// 发送字符串 '\r' ,更改为自己单片机的
        }
	    // 发送字符 str[i] ,更改为自己单片机的
    }
}

/* 移植 FinSH，实现命令行交互, 需要添加 FinSH 源码，然后再对接 rt_hw_console_getchar */
/* 中断方式 */

// 略,不需要修改

/* uart 中断 */
void USART2_IRQHandler(void)
{
    int ch = -1;
    rt_base_t level;
    /* enter interrupt */
    rt_interrupt_enter();          //在中断中一定要调用这对函数，进入中断
    
    // 略,判断中断标志位,并去除中断标志位
    {
        
        {
            ch = -1;
			// 略 获取字符

            /* 读取到数据，将数据存入 ringbuffer */
            rt_ringbuffer_putchar(&uart_rxcb, ch);
        }
        // 这比较特殊,需要获取完所有字符后,再调用释放信号量.
        // 如果能一次中断获取完毕就在中断里调用,
        // 如果不能,可以另外开一个定时器,记录接收超时,超时了就认为是接收完毕并调用即可.
        rt_sem_release(&shell_rx_sem);
    }

    /* leave interrupt */
    rt_interrupt_leave();    //在中断中一定要调用这对函数，离开中断
}

// 略,最后面这个是没用的.