得吐槽一下這個標題字數,我都寫不全了
應用篇-在STM32L051上使用RT-Thread 第二篇,使用STM32CubeMX 進行對應外設配置,同時做一些簡單測試。
目錄
- 前言
- 一、使用 STM32CubeMX 配置
- 1.1 基礎步驟
- 1.2 修改配置
- 1.3 踩坑記錄
- 二、初始簡單測試
- 2.1 基本設計思路
- 2.2 外設簡單測試
- 三、時刻關注占RAM大小
- 結語
前言
上篇文章我們僅僅是開了個頭,使用 RT-Thread Studio 新建了一個基于 STM32L051 的 RT-Thread Nano 工程,本文我們就在在這個工程的基礎上使用 STM32CubeMX 做STM32的基本配置。
??
本 RT-Thread 專欄記錄的開發環境:
RT-Thread記錄(一、RT-Thread 版本、RT-Thread Studio開發環境 及 配合CubeMX開發快速上手)
RT-Thread記錄(二、RT-Thread內核啟動流程 — 啟動文件和源碼分析)
??
RT-Thread 內核篇系列博文鏈接:
RT-Thread記錄(三、RT-Thread 線程操作函數及線程管理與FreeRTOS的比較)
RT-Thread記錄(四、RT-Thread 時鐘節拍和軟件定時器)
RT-Thread記錄(五、RT-Thread 臨界區保護)
RT-Thread記錄(六、IPC機制之信號量、互斥量和事件集)
RT-Thread記錄(七、IPC機制之郵箱、消息隊列)
RT-Thread記錄(八、理解 RT-Thread 內存管理)
RT-Thread記錄(九、RT-Thread 中斷處理與階段小結)
??
在STM32L051C8 上使用 RT-Thread 應用篇系列博文連接:
RT-Thread 應用篇 — 在STM32L051上使用 RT-Thread (一、無線溫濕度傳感器 之 新建項目)
一、使用 STM32CubeMX 配置
STM32CubeMX 配合 RT-Thread Studio 使用的方法在我的博文:《RT-Thread記錄(一、RT-Thread 版本、RT-Thread Studio開發環境 及 配合CubeMX開發快速上手)》
的第三小節有說明:
配置我們需要根據原理圖進行,本應用所用到的外設原理圖如下(無線通訊模塊沒有放進來,使用的是串口TXD3和RXD3,另外使用的外部8Mhz):
1.1 基礎步驟
點擊 CubeMX Setting,然后選擇芯片類型,點擊OK即可打開STM32CubeMX,如下圖:
進入CubeMX 后設置步驟就很基礎了。
我們按照 時鐘,調試接口,串口,GPIO,定時器,工程選項 依次配置,下面就簡單列一下步驟:
時鐘:
RCC選項,外部高速時鐘 選擇使用外部晶振:
選擇完時鐘就可以在 Clock Configuration 中配置系統時鐘,直接把系統時鐘改成最大的 32Mhz,點擊確定,系統會自動修改好時鐘樹:
調試接口:
SYS選項,在 Debug Serial Wire 前打勾,表示使用SWD接口:
串口:
串口一已經用作了打印串口,在工程 drivers 文件夾里的drv_usart.c 文件中已經使用INIT_BOARD_EXPORT(rt_hw_usart_init); 初始化了,所以我們這里不需要使能。
我們直接設置一下我們需要和無線通訊模塊 通信的 串口,原理圖上是串口3,在L051上是LPUART1(STM32F103C8 和 STM32L051C8是 pin to pin 的):
GPIO:
普通GPIO設置,2個按鍵輸入,一個LED輸出,2個IO口做軟件I2C:
定時器:
我們設置兩個硬件定時器,一個1S,一個1ms,我們可以根據自己使用不使用選擇初始化。
設置為1S的定時器 TIM2:
設置為1ms的定時器 TIM21:
工程選項:
最后在 Project Manager 中做最后的配置,生成工程:
完成上述步驟,點擊CubeMX右上角 GENERATE CODE 生成工程。
根據我以前的博文說明,生成好了以后,不要打開,直接關閉CubeMX即可,然后回到 RT-Thread Studio,出現下面的彈框點擊確定即可。
完成以后多了cubemx 文件夾,然后編譯一下,正常結果如下(其實我自己走流程的時候,出過一次問題,后面小節會說明):
1.2 修改配置
還是根據《RT-Thread記錄(一、RT-Thread 版本、RT-Thread Studio開發環境 及 配合CubeMX開發快速上手)》中的記錄,修改一下SConscript
文件,使得包含我們 CubeMX 生成的 GPIO 、串口和定時器設置:
修改完成以后不要忘了同步 scons 配置!!再重新構建!
這里要特別說明一下stm32f1xx_it.c
這個文件:
在《RT-Thread記錄(一、RT-Thread 版本、RT-Thread Studio開發環境 及 配合CubeMX開發快速上手)》中我建議不需要添加,因為里面有些中斷響應函數, RT-Thread 內核有自己的實現方式。但是這里我還是添加了, 但是要把stm32f1xx_it.c 文件中 一些中斷響應函數的給注銷了,因為在RT-Thread 內核有其他地方有實現!
我的做法是,除了下圖自己后面程序設計需要使用到的,其他的都給刪除了,注意這里方便說明用的是函數聲明部分,需要在stm32f1xx_it.c
文件中函數實現部分刪除:
配置完成以后再次進行編譯,結果如下:
完成上面配置后我們就可以開始設計我們的程序了。
1.3 踩坑記錄
按照上面 1.1 小節的基礎步驟設置 ,完成以后,在CubeMX最后一步生成工程的時候居然卡死了,我只能強制退出CubeMX任務,重新點擊CubMX Settings 打開CubeMX進行配置。
完成以后發現左邊CubeMX里面的文件列表不是和當時我文章記錄的一樣:
居然沒有SConscript
,編譯報錯了,即便我重新復制進去,也沒有用……
一般來說,如果編譯除了問題,我們應該從編譯結果去查找問題,然后分析解決,但是對于這種軟件聯動的自動化配置,我還是建議重新操作嘗試解決。所以我把工程全部刪除,然后重新來一遍看看。
因為考慮到CubeMX卡死過一次,項目出問題了,兩個軟件沒有成功的關聯,所以我是重新操作了一次正常了。
而且有一個系列操作,在我們點擊 RT-Thread Studio 打開CubeMX以后,最好是等待 RT-Thread Studio 的一個彈框消失以后再進行操作:
二、初始簡單測試
完成上面的配置,我們的基本框架就已經搭建好了,剩下的就是實現應用程序了,那么在實際的操作之前,我們先簡單驗證一下整體的框架沒有問題,簡單測試下LED和按鍵,串口的話要單獨一篇文章分析。
2.1 基本設計思路
首先我們得在 main.c 文件中包含必備頭文件,和在main線程中做基本的初始化:
其實這個步驟就和裸機一樣,我們完全可以把 main 當成裸機中的main函數,所有的程序在main中實現,也是可以。 這種方式就類似于 ESP32-C3 使用ESP-IDF 開發環境中,大部分操作都在 app_main 任務中實現, app_main 也不過是 FreeRTOS 啟動時候創建的一個任務。
記得在上一篇博文中我們提到過 一個main 線程就占用了 2K,這個2K不能浪費,要么我們在main里面多做一些工作,要么就是到時候把main線程的大小改小。
我們一個單品溫濕度傳感器,有幾個主要的工作:
- I2C 數據采集,這個部分需要移植一下代碼,然后采集實現部分需要用一個線程來實現,計劃是定時器到了一定的計數之后,發送一個信號量使得線程喚醒采集一次;
- 無線模塊串口通訊,這個部分是和上一步聯動的,定時器到了定時時間,通知傳感器采集數據,然后把數據放置無線通訊協議中發送出出去,這個部分還得用一個線程實現,串口的通訊;
- LED燈,其實可有可無,但是作為我們第一個基礎應用,還是加上也沒關系,LED的切換,到時候可以隨意加在哪里,比如采集到了數據成功發送以后,LED燈閃爍一次;
- 按鍵,按鍵其實也可有可無,但是還是因為我們的第一個基礎應用,我想把我常用的按鍵驅動移植過來試一試,根據以往經驗,按鍵驅動也需要一個線程,而且這個線程至少需要512字節的空間;
- 定時器,根據產品所需要的的定時時間釋放信號量,使得數據采集線程開始工作,定時器是硬件定時器,使用中斷實現不用額外線程;
這里思路暫時先這樣,后期如果使用過程中有新的改動,再來更新。
2.2 外設簡單測試
然后我們把一些外設需要的宏定義設置一下:
LED:
然后在主函數中寫一個LED燈切換的邏輯(此部分太簡單了,所以截個圖看看就行了):
按鍵:
然后新建一個線程,給到時候按鍵驅動移植使用,這里就用簡單的按鍵處理方式,大小設定為512字節。
值得注意的是,我們新建任務只能用靜態初始化的方式,因為我們沒有定義使用heap,新建的線程大小直接影響RAM空間大小。
定時器:
我們有一個1S的定時,我們也來簡單測試一下,具體的測試方式和我們在記錄九中的一致:
《RT-Thread記錄(九、RT-Thread 中斷處理與階段小結)》
但是這次我們加了stm32f1xx_it.c 文件,所以我們這次直接在stm32f1xx_it.c 文件中修改(再次說明,實際使用中中斷響應函數中不要添加打印操作,這里只是測試測試!!!):
所有改完以后編譯一下:
OK!編譯沒問題,下載查看測試結果:
三、時刻關注占RAM大小
在小內存芯片上使用操作系統,程序運行占用的RAM大小我們不容忽略,我們在應用中務必學會觀察內存占用情況:
完成CubeMX基礎步驟以后,默認只添加了兩個.c文件,與初始工程的比較:
修改完配置,表示著我們的基礎框架基本搭建好了,我們多添加了GPIO、串口,和定時器的驅動程序:
說明!上面幾張圖因為剛開始,所以貼了和初始工程的比較,往后的比較我不可能從初始工程開始貼圖,只能與上一次工程完善的結果做比較:
本文的簡單測試,程序運行時候需要占用 RAM的大小: 1536+5184= 6720 字節,我們的芯片 RAM:8192字節。
結語
本文依然還處于工程配置階段,再次手把手做了次教學,如何使用 STM32CubeMX 配合 RT-Thread Studio開發。
我們詳細的說明了配置步驟,同時在初始測試小節寫好了本應用的的設計思路。做了基本框架設計 和 初步的測試說明。
現在看來,這系列應用篇還真算得上保姆級的教程了 = =!我自己現在都覺得真的細……
下一篇的內容應該是把 I2C 讀寫的程序移植過來,到時候看看篇幅,如果又有很多細節那就這一個內容,如果內容篇幅簡單到時候看情況添加。
好了,本文就到這,謝謝大家!
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