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【LiteOS】STM32F103

2024-07-12 13:34| 来源: 网络整理| 查看: 265

总览   

     本文基于STM32F103C8T6,详细讲述华为LiteOS的移植过程。开发工具是MDK5。LiteOS官方已经适配过cortex M系列内核的单片机,因此移植过程非常简单。

    LiteOS有两种移植方案:OS接管中断和非接管中断方式。接管中断的方式,是由LiteOS创建很管理中断,需要修改stm32启动文件,移植比较复杂。STM32的中断管理做的很好,用不着由LiteOS管理中断,所以我们下边的移植方案,都是非接管中断的方式的。中断的使用,跟在裸机工程时是一样的。

   在target_config.h 中将 LOSCFG_PLATFORM_HWI 宏定义为 NO,即为不接管中断方式。该值默认为NO 。

  移植的主要步骤如下:

 1、添加内核文件

watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xsYjE5OTAwNTEw,size_16,color_FFFFFF,t_70

2、配置头文件

watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xsYjE5OTAwNTEw,size_16,color_FFFFFF,t_70

3、移除systick和pendsv中断4、修改target_config.h5、重定向printf函数(一般在裸机工程中就会实现)

说明:内核运行过程中会通过串口打印一些错误信息。如果日志功能开启、而又没有重定向printf函数的话,则会导致日志打印出错,程序异常卡死。之前我就是没有重定向printf函数,结果出了莫名其妙的问题,程序异常卡死在创建任务的地方。

下边我们通过新建一个裸机工程,一步步讲解如何进行移植。以下是详细过程。

一、创建裸机工程

我们这次使用的是一个STM32F103C8T6的最小系统板,板载有三个LED、一个串口。LED连接引脚为(PB5\PB6\PB7),低电平点亮;串口为USART1(PA9,PA10),采用DMA+空闲中断的方式接收数据。我们利用STM32CubeMX来生成裸机工程(STM32CubeMX的使用本文不详细描述),设置如下:

1、引脚配置

配置PB5\PB6\PB7为推挽输出方式;

配置PA9\PA10为USART1复用功能;

配置PA13为SWDIO功能,PA14为SWCLK功能(下载及调试)

使能串行调试功能

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2、时钟配置

clock.png

 3、串口配置

uart.png

 

4、生成代码

勾选生成对应外设驱动的‘.c/.h’文件,生成代码。

打开工程,加入LED开关状态的宏定义和串口空闲中断接收的代码,具体如下(当然,如果你不使用DMA+空闲中断的方式,也可以不进行下边2中的修改,但是一定要重定向printf函数):

1、在main.h中加入LED宏定义代码。

#define LED1_ON()  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET) #define LED1_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET)   #define LED2_ON()  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED2_Pin, GPIO_PIN_RESET) #define LED2_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED2_Pin, GPIO_PIN_SET)   #define LED3_ON()  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED3_Pin, GPIO_PIN_RESET) #define LED3_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED3_Pin, GPIO_PIN_SET)

2、实现串口空闲中断接收

 在usart.h中加入如下代码:  

#define UART1_BUFF_SIZE     256 //串口接收缓存区长度 typedef struct   {     uint8_t  RxFlag;            //空闲接收标记     uint16_t RxLen;             //接收长度     uint8_t  *RxBuff;           //DMA接收缓存   }USART_RECEIVETYPE;   extern USART_RECEIVETYPE Uart1Rx; void USART1_ReceiveIDLE(void); void UART_SendData(USART_TypeDef * Uart,uint8_t *buff,uint16_t size); 在usart.c中加入如下代码 static uint8_t Uar1tRxBuff[UART1_BUFF_SIZE+1]; //定义串口接收buffer USART_RECEIVETYPE Uart1Rx = {                      .RxBuff = Uar1tRxBuff,                    };   void USART1_ReceiveIDLE(void)   {       uint32_t temp;       if((__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE) != RESET))       {         __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE);          temp = huart1.Instance->SR;         temp = huart1.Instance->DR;         HAL_UART_DMAStop(&huart1);           temp = huart1.hdmarx->Instance->CNDTR;           Uart1Rx.RxLen =  UART1_BUFF_SIZE - temp;            Uart1Rx.RxFlag=1;          Uart1Rx.RxBuff[Uart1Rx.RxLen] = 0;         HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,Uart1Rx.RxBuff,UART1_BUFF_SIZE);       }  } void UART_SendByte(USART_TypeDef * Uart,uint8_t data) {          Uart->DR = data; while((Uart->SR&UART_FLAG_TXE)==0); while((Uart->SR&UART_FLAG_TC)==0);        } void UART_SendData(USART_TypeDef * Uart,uint8_t *buff,uint16_t size) {     while(size--) { Uart->DR = *(buff++); while((Uart->SR&UART_FLAG_TXE)==0); }     while((Uart->SR&UART_FLAG_TC)==0);        } ///重定向c库函数printf到USART1 int fputc(int ch, FILE *f) {     /* 发送一个字节数据到USART1 */     UART_SendByte(USART1, (uint8_t) ch);     return (ch); }   ///重定向c库函数scanf到USART1 int fgetc(FILE *f) {     /* 等待串口1输入数据 */     while((USART1->SR&UART_FLAG_RXNE)==0);     return (int)USART1->DR&0xff; }

修改void MX_USART1_UART_Init(void),在最后加入以下代码:

//add for DMA.Idle interrupt   __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE);    __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1,UART_FLAG_TC);    HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, Uart1Rx.RxBuff, UART1_BUFF_SIZE); //开启DMA接收    __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE);               //使能空闲中断

在stm32f1xx_it.c中声明USART1_ReceiveIDLE,并在串口中断中调用该函数:

void USART1_ReceiveIDLE(void);   void USART1_IRQHandler(void) {   /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */   USART1_ReceiveIDLE();   /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */   HAL_UART_IRQHandler(&huart1);   /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */     /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */ }

3、在main.c的main中添加代码验证裸机工程

 while (1)   {     /* USER CODE END WHILE */       /* USER CODE BEGIN 3 */       LED1_ON();       LED2_ON();       LED3_ON();       HAL_Delay(300);       LED1_OFF();       LED2_OFF();       LED3_OFF();       HAL_Delay(300);       printf("This is the uart test!\r\n");       if(Uart1Rx.RxFlag){           Uart1Rx.RxFlag = 0;           UART_SendData(USART1,Uart1Rx.RxBuff,Uart1Rx.RxLen);       }   }

编译下载代码,程序正常运行,LED闪烁,同时打印字符串。

经过上述操作,我们已经完成了裸机工程的准备工作。

二、内核移植1、下载LiteOS

LiteOS 开源代码路径:https://github.com/LiteOS/LiteOS

注:LiteOS 最新特性都存放在 develop 分支中,建议取该分支代码进行学习。本文的代码即为 develop分支代码。

点击链接进入LiteOS代码仓库首页,切换至develop分支,点击右侧“Clone or download”按钮,选择Download ZIP,下载代码,如下图所示:

dowload2.png

LiteOS内核代码目录结构如下图所示:

image.png

2、拷贝内核代码

在工程目录下新建LiteOS文件夹(文件夹名称个人自定义),从上一步下载的LiteOS内核源码中,将arch、kernel、targets\STM32F103VET6_NB_GCC\OS_CONFIG 拷贝至LiteOS文件夹内,如下图所示:

20190929145542124.png

arch 中是CPU架构相关的代码;kernel是LiteOS内核代码;OS_CONFIG中是配置内核功能的头文件,可用于裁剪内核功能,我们从官方提供的例程中拷贝过来(可从target文件夹给出的例子中任意拷贝一个)。

3、向MDK工程添加内核文件

打开MDK工程,打开Mange Project Items。

添加arch分组

在Groups添加 LiteOS/Arch分组,添加以下文件:

arch\arm\arm-m\src 目录下的全部文件:     los_hw.c     los_hw_tick.c     los_hwi.c arch\arm\arm-m\cortex-m3\keil 目录下的:     los_dispatch_keil.S

如下图所示:

arch.png

    注:点击AddFiles时,MDK默认添加.c类型的文件。los_dispatch_keil.S是汇编文件,因此在添加时,需要将文件类型选择为All files。

添加kernel分组

在Groups添加 LiteOS/kernel分组,添加以下文件:

kernel\base\core  下面全部 .c 文件 kernel\base\ipc   下面全部 .c 文件 kernel\base\mem\bestfit_little 下面全部 .c 文件 kernel\base\mem\common 下面全部 .c 文件 kernel\base\mem\membox 下面全部 .c 文件 kernel\base\misc 下面全部 .c 文件 kernel\base\om 下面全部 .c 文件 kernel\extended\tickless 下面全部 .c 文件 (如不使用tickless,可不添加) kernel 下面的 los_init.c

kernel.png

说明:liteos提供三套动态内存算法,位于kernel/base/mem目录下,分别为bestfit、bestfit_little、tlsf,我们本次移植的是bestfit_little.可根据需求移植其他的算法。kernel\base\mem\membox目录下是 LiteOS 提供的静态内存算法,与动态内存算法不冲突。

4、配置头文件

如下图所示,依次点击1、2、3,打开头文件配置窗口:

头文件.png

头文件配置如下图所示:

include(no-cmsisi).png

需要添加的头文件路径为:

arch\arm\arm-m\include   kernel\include   kernel\base\include   kernel\extended\include   OS_CONFIG5、移除Systick和pendsv中断

打开stm32f1xx_it.c,找到 SysTick_Handler 和 PendSV_Handler

将这两个中断处理函数屏蔽掉。否则会出现如下编译错误。

编译错误-中断重复.png

说明:liteos内核使用到了systick和pendsv这两个中断,并在内核代码中有对应实现

6、修改target_config.h

OS_CONFIG/target_config.h 文件,该文件主要用于配置MCU驱动头文件、RAM大小、内核功能等,需要根据自己的环境进行修改。

我们主要需要修改以下两处:

MCU驱动头文件

image.png

     根据使用的MCU,包含对应的头文件。

SRAM大小

image.png

根据使用的MCU芯片SRAM大小进行修改。

这里我们使用的是STM32F103C8T6,其SRAM为20KB。

不接管中断

设置LOSCFG_PLATFORM_HWI 宏定义为 NO(该值默认为NO,一般无需修改,出于谨慎,移植过来还是要检查下)

image.png

 target_config.h 文件还有很多其他宏定义,主要是配置内核的功能。比如是否使用队列、软件定时器、是否使用时间片、信号量等。

经过以上的操作,LiteOS的移植就完成了。点击编译。

7、创建一个任务

经过前面的操作,移植工作就完成了,这里我们可以创建一个任务,使用LiteOS。在下边的例子中,我们创建了两个任务,一个任务按照2S的周期点亮LED1,另外一个任务按照400毫秒的周期点亮LED2。以下是代码实现:

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/ #include "main.h" #include "dma.h" #include "usart.h" #include "gpio.h"   /* Private includes ----------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN Includes */ #include "los_sys.h" #include "los_task.ph" #include "los_memory.ph" /* USER CODE END Includes */ /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ void SystemClock_Config(void); /* USER CODE BEGIN PFP */   /* USER CODE END PFP */   /* Private user code ---------------------------------------------------------*/ /* USER CODE BEGIN 0 */ static void Led1Task(void) {     while(1) {         LED1_ON();         LOS_TaskDelay(1000);         LED1_OFF();         LOS_TaskDelay(1000);     } } static void Led2Task(void) {     while(1) {         LED2_ON();         LOS_TaskDelay(200);         LED2_OFF();         LOS_TaskDelay(200);     } } UINT32 RX_Task_Handle; UINT32 TX_Task_Handle; static UINT32 AppTaskCreate(void) { UINT32 uwRet = LOS_OK;     TSK_INIT_PARAM_S task_init_param;   task_init_param.usTaskPrio = 4; task_init_param.pcName = "RxTask"; task_init_param.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)Led1Task; task_init_param.uwStackSize = 512; uwRet = LOS_TaskCreate(&RX_Task_Handle, &task_init_param);     if (uwRet != LOS_OK)     {         printf("Led1Task create failed,%X\n",uwRet);         return uwRet;     }          task_init_param.usTaskPrio = 4; task_init_param.pcName = "TxTask"; task_init_param.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)Led2Task; task_init_param.uwStackSize = 512; uwRet = LOS_TaskCreate(&TX_Task_Handle, &task_init_param);     if (uwRet != LOS_OK)     {         printf("Led2Task create failed,%X\n",uwRet);         return uwRet;     }  return LOS_OK; } /* USER CODE END 0 */   /**   * @brief  The application entry point.   * @retval int   */ int main(void) {   /* USER CODE BEGIN 1 */     UINT32 uwRet = LOS_OK;     /* 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_DMA_Init();   MX_USART1_UART_Init();   /* USER CODE BEGIN 2 */   LOS_KernelInit();   uwRet = AppTaskCreate();   if(uwRet != LOS_OK) {       printf("LOS Creat task failed\r\n");       //return LOS_NOK;   }   LOS_Start();   /* USER CODE END 2 */     /* Infinite loop */   /* USER CODE BEGIN WHILE */   while (1)   {     /* USER CODE END WHILE */       /* USER CODE BEGIN 3 */       //code below are used to verify the hardware.       LED1_ON();       LED2_ON();       LED3_ON();       HAL_Delay(300);       LED1_OFF();       LED2_OFF();       LED3_OFF();       HAL_Delay(300);       printf("This is the uart test!\r\n");   }   /* USER CODE END 3 */ }   /**   * @brief System Clock Configuration   * @retval None   */ void SystemClock_Config(void) {   RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};   RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};     /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks    */   RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;   RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;   RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI_DIV2;   RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL16;   if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)   {     Error_Handler();   }   /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks    */   RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK                               |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;   RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;   RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;   RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;   RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;     if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)   {     Error_Handler();   } }   /* USER CODE BEGIN 4 */   /* USER CODE END 4 */   /**   * @brief  This function is executed in case of error occurrence.   * @retval None   */ void Error_Handler(void) {   /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */   /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */     /* USER CODE END Error_Handler_Debug */ }   #ifdef  USE_FULL_ASSERT /**   * @brief  Reports the name of the source file and the source line number   *         where the assert_param error has occurred.   * @param  file: pointer to the source file name   * @param  line: assert_param error line source number   * @retval None   */ void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line) {    /* USER CODE BEGIN 6 */   /* User can add his own implementation to report the file name and line number,      tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */   /* USER CODE END 6 */ } #endif /* USE_FULL_ASSERT */

附件为移植好的工程代码。

(代码中有串口空闲中断+DMA的样例代码,可参考。利用串口空闲中断,可以很好的实现数据分帧)

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