rt-thread：_002STM32F429IGT BSP的PIN设备应用
基于RT-THREAD STM32F429IGT6 BSP的PIN设备应用
硬件平台：野火STM32挑战者 MCU：STM32F429IGT6
开发工具：
- MDK Version：5.25
- VSCode
- env
- STM32CubeMX Version：5.2.1
- rt-thread源码 Version：4.0.1
工具获取
- MDK获取链接
- VSCode获取链接
- env工具获取链接
- STM32CubeMX获取链接
- RT-Thread源码获取链接
说明：
这次先介绍下PIN设备的操作方法，然后一步一步完成PIN设备的BSP过程。
该BSP主要实现使用PIN设备管理接口管理按键和led。
PIN设备的操作方法
应用程序通过RT-Thred提供的pin设备管理接口来操作GPIO，函数接口如下表:
| 方法名称 | 方法描述 |
|---|---|
| rt_pin_mode() | 设置引脚模式 |
| rt_pin_write() | 设置引脚电平 |
| rt_pin_read() | 读取引脚电平 |
| rt_pin_attach_irq() | 绑定引脚中断回调函数 |
| rt_pin_detach_irq() | 脱离引脚中断回调函数 |
| rt_pin_irq_enable() | 使能引脚中断 |
1. 设置引脚模式
在使用引脚之前需要先设定引脚的工作模式，通过下面函数完成：
void rt_pin_mode(rt_base_t pin, rt_base_t mode);
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| pin | 引脚编号 |
| mode | 引脚工作模式 |
| 返回 | 描述 |
| 无 | 无 |
1.1 引脚编号获取
引脚编号是由rt-thread的pin设备管理驱动程序定义的，并不是芯片的引脚号。有2种方式可以获取引脚编号：使用宏定义GET_PIN(port, pin)或者查看PIN 驱动文件drv_gpio.c。
使用宏定义比较方便。比如要获取led的引脚编号，硬件图如图1.led原理图：
代码如下：
#define LEDR_PIN GET_PIN(H, 10)
#define LEDG_PIN GET_PIN(H, 11)
#define LEDB_PIN GET_PIN(H, 12)
再比如要获取key的引脚编号，硬件图如图2.key原理图：
代码如下：
#define KEY1_PIN GET_PIN(H, 10)
#define KEY2_PIN GET_PIN(C, 13)
1.2 设置引脚模式
RT-Thread目前支持的模式有下面5种：
#define PIN_MODE_OUTPUT 0x00 /*推挽输出*/
#define PIN_MODE_INPUT 0x01 /*浮空输入*/
#define PIN_MODE_INPUT_PULLUP 0x02 /*上拉输入*/
#define PIN_MODE_INPUT_PULLDOWN 0x03 /*下拉输出*/
#define PIN_MODE_OUTPUT_OD 0x04 /*开漏输出*/
2. 设置引脚电平
设置引脚电平使用如下函数完成：
void rt_pin_write(rt_base_t pin, rt_base_t value);
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| pin | 引脚编号 |
| value | 电平逻辑值：PIN_LOW （低电平），PIN_HIGH（高电平） |
| 返回 | 描述 |
| 无 | 无 |
3. 读取引脚电平
读取引脚电平使用如下函数完成：
int rt_pin_read(rt_base_t pin);
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| pin | 引脚编号 |
| value | 电平逻辑值：PIN_LOW （低电平），PIN_HIGH（高电平） |
| 返回 | 描述 |
| PIN_LOW | 低电平 |
| PIN_HIGH | 高电平 |
4. 绑定引脚中断回调函数
如果需要使用引脚的中断功能，那么需要使用如下函数将某个引脚设置为某种中断触发模式，并且绑定中断触发回调函数，当中段发生时，执行回调函数：
rt_err_t rt_pin_attach_irq(rt_int32_t pin, rt_uint32_t mode,
void (*hdr)(void *args), void *args);
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| pin | 引脚编号 |
| mode | 中断触发模式 |
| hdr | 中断回调函数，用户自己定义 |
| args | 总段回调函数的参数，无时为空：RT_NULL |
| 返回 | 描述 |
| RT_EOK | 绑定成功 |
| 错误码 | 绑定失败 |
4.1 中断触发模式
中断触发有以下5种模式：
#define PIN_IRQ_MODE_RISING 0x00 /*上升沿触发*/
#define PIN_IRQ_MODE_FALLING 0x01 /*下降沿触发*/
#define PIN_IRQ_MODE_RISING_FALLING 0x02 /*上升沿和下降沿都触发*/
#define PIN_IRQ_MODE_HIGH_LEVEL 0x03 /*高电平触发*/
#define PIN_IRQ_MODE_LOW_LEVEL 0x04 /*低电平触发*/
5. 使能引脚中断
绑定好中断出发回调函数以后，就可以通过下面的函数使能引脚中断：
rt_err_t rt_pin_irq_enable(rt_base_t pin, rt_uint32_t enabled);
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| pin | 引脚编号 |
| enabled | 使能状态：PIN_IRQ_ENABLE（开启），PIN_IRQ_DISABLE（关闭） |
| 返回 | 描述 |
| RT_EOK | 使能成功 |
| 错误码 | 使能失败 |
6. 脱离引脚中断回调函数
绑定好中断出发回调函数以后，如果需要不再执行中断触发回调函数，可以使用如下函数脱离绑定的回调函数：
rt_err_t rt_pin_detach_irq(rt_int32_t pin);
| 参数 | 描述 |
|---|---|
| pin | 引脚编号 |
| 返回 | 描述 |
| RT_EOK | 脱离成功 |
| 错误码 | 脱离失败 |
注意：脱离中断回调函数后，中断并没有关掉，只是不再执行被脱离的回调函数，可以再次绑定该回调函数，当然也可以不绑定该对调函数，去绑定其他回调函数也是可以的
PIN设备BSP
有了前面的rt-thread：_001STM32F429IGT BSP前期准备，那么该bsp无非就是再次模版基础上加入bsp的应用程序而已，比较方便。
一、led灯bsp
实现红、绿、蓝三个led灯的轮流亮灭。硬件图请看图1。
- 第一步：
首先新建两个文件bsp_led.c和bsp_led.h；然后把bsp_led.c放入bsp_src文件夹里，bsp_led.h放入bsp_inc文件夹里。同时在
main.h里面添加bsp_led的头文件，如下：
#include "bsp_inc/bsp_led.h"
其中bsp_led.h里面的代码如下：
#ifndef __BSP_LED_H
#define __BSP_LED_H
#include "applications/main.h"
/* 定义LED_R、LED_G、LED_B、 的引脚 */
#define LEDR_PIN GET_PIN(H, 10)
#define LEDG_PIN GET_PIN(H, 11)
#define LEDB_PIN GET_PIN(H, 12)
/* 定义蜂鸣器的引脚 */
#define SPEEK_PIN GET_PIN(I, 11)
/* 声明bsp_led线程函数 */
static void bsp_led_thread_entry(void *parameter);
#endif
其中bsp_led.c里面的代码如下：
#include "bsp_led.h"
/***************************************************************
* 函数： static void bsp_led_sample(int argc, char *argv[])
* 参数： int argc, char *argv[]
* 返回值：无
* 功能： 完成相关led对应引脚的初始化设置，创建并启动bsp_led线程
*****************************************************************/
static void bsp_led_sample(int argc, char *argv[])
{
/* 设置led引脚的模式 */
rt_pin_mode(LEDR_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
rt_pin_mode(LEDG_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
rt_pin_mode(LEDB_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
/* 设置led引脚的初始输出电平 */
rt_pin_write(LEDR_PIN, PIN_HIGH);
rt_pin_write(LEDG_PIN, PIN_HIGH);
rt_pin_write(LEDB_PIN, PIN_HIGH);
static rt_thread_t bsp_led_tid = RT_NULL; /* 定义bsp_led线程的控制块 */
/* 创建bsp_led线程 */
bsp_led_tid = rt_thread_create("bsp_led_tid", bsp_led_thread_entry,
RT_NULL, 513, BSP_LED_PRIORITY, 10);
/* 启动bsp_led线程 */
if (bsp_led_tid != RT_NULL)
{
rt_thread_startup(bsp_led_tid);
}
}
/* 导出bsp_led_sample至FinSH终端 */
MSH_CMD_EXPORT(bsp_led_sample, bsp led sample);
/***************************************************************
* 函数： static void bsp_led_thread_entry(void *parameter)
* 参数： 空指针
* 返回值：无
* 功能： 实现led流水运行
*****************************************************************/
static void bsp_led_thread_entry(void *parameter)
{
while (1)
{
/* LED_R 2秒周期运行 */
rt_pin_write(LEDR_PIN, PIN_LOW);
rt_thread_mdelay(1000);
rt_pin_write(LEDR_PIN, PIN_HIGH);
rt_thread_mdelay(1000);
/* LED_G 2秒周期运行 */
rt_pin_write(LEDG_PIN, PIN_LOW);
rt_thread_mdelay(1000);
rt_pin_write(LEDG_PIN, PIN_HIGH);
rt_thread_mdelay(1000);
/* LED_B 2秒周期运行 */
rt_pin_write(LEDB_PIN, PIN_LOW);
rt_thread_mdelay(1000);
rt_pin_write(LEDB_PIN, PIN_HIGH);
rt_thread_mdelay(1000);
}
}
- 第二步：
打开stm32f429-hlg-v1.0\board下面的Kconfig文件，在该文件的 menu "BSP module"配置模块下面添加如下图内容：
有了该宏，那么在env工具里面就可以很方便的开启或者关闭该宏，如果开启该宏，则在rtconfig.h里面就会生成该宏。
- 第三步：
打开stm32f429-hlg-v1.0\applications下面的SConscript编译链接脚本文件，在里面添加如下图内容：
- 第四步：
在env里输入menuconfig打开工程配置，开启Enable led，如下图：
然后一直按Esc至保存界面，选Yes保存退出。
- 第五步：
在env输入scons --target=mdk5重新生成keil5工程；输入scons --target=mdk4重新生成keil4工程；输入scons --target=iar重新生成iar工程；输入scons --target=vsc更新VSCode头文件路径。
- 第六步：
打开keil5工程，然后就可以看到现在的工程目录结构如下图：
然后编译之后看看是否有错误或者警告。只要前面步骤没有出错，这里肯定不会要问题。
- 第七步：
下载程序到开发板。然后打开终端工具。在中断输入例程的导出命令bsp_led_sample，便可以看到开发板led灯三种颜色轮流亮灭。再输入查看线程指令list_thread，便可以看到bsp_led线程的运行基本信息，如下图：
这样一个led灯的bsp就彻底完成了。
二、key的bsp
按键的bsp过程基本上与led的bsp过程一样。在此做一些扩展，加入pin中断操作，关于pin设备的中断管理API请看本文前面的介绍。
完成利用按键的外部中断来操作led灯，按下key1灯亮，按下key2灯灭。硬件图请看图2。
- 第一步：
首先新建两个文件bsp_key.c和bsp_key.h；然后把bsp_key.c放入bsp_src文件夹里，bsp_key.h放入bsp_inc文件夹里。同时在
main.h里面添加bsp_key的头文件，如下：
#include "bsp_inc/bsp_key.h"
其中bsp_key.h里面的代码如下：
#ifndef __BSP_KEY_H
#define __BSP_KEY_H
#include "applications/main.h"
/* 定义KEY1和KEY2 的引脚 */
#define KEY1_PIN GET_PIN(A, 0)
#define KEY2_PIN GET_PIN(C, 13)
/* 定义bsp_key线程的优先级 */
#define BSP_KEY_PRIORITY 5
/* 声明函数 */
void ledr_on(void *parameter);
void ledr_off(void *parameter);
static void key_led_entry(void *paraemter);
static void key_led_sample(int argc, char *argv[]);
#endif
其中bsp_led.c里面的代码如下：
#include "bsp_key.h"
/***************************************************************
* 函数： void bsp_ledr_on(void *parameter)
* 参数： 空指针
* 返回值：无
* 功能： 按键中断回调函数，实现ledr亮
*****************************************************************/
void bsp_ledr_on(void *parameter)
{
rt_kprintf("key1 press down! led on!\n"); /*按下key1按键打印信息*/
rt_pin_write(LEDR_PIN, PIN_LOW); /*按下key1灯亮*/
}
/***************************************************************
* 函数： void bsp_ledr_off(void *parameter)
* 参数： 空指针
* 返回值：无
* 功能： 按键中断回调函数，实现ledr灭
*****************************************************************/
void bsp_ledr_off(void *parameter)
{
rt_kprintf("key2 press down! led off!\n"); /*按下key2按键打印信息*/
rt_pin_write(LEDR_PIN, PIN_HIGH); /*按下key2灯灭*/
}
/***************************************************************
* 函数： static void bsp_key_entry(void *paraemter)
* 参数： 空指针
* 返回值：无
* 功能： 按键线程，实现按键中断回调函数绑定，以及使能按键中断
*****************************************************************/
static void bsp_key_entry(void *paraemter)
{
while (1)
{
rt_thread_mdelay(10);
/*确定按键中断触发模式以及绑定中断回调函数*/
rt_pin_attach_irq(KEY1_PIN, PIN_IRQ_MODE_RISING, bsp_ledr_on, RT_NULL);
rt_pin_attach_irq(KEY2_PIN, PIN_IRQ_MODE_RISING, bsp_ledr_off, RT_NULL);
/*确定按键中断触发模式以及绑定中断回调函数*/
rt_pin_irq_enable(KEY1_PIN, PIN_IRQ_ENABLE);
rt_pin_irq_enable(KEY2_PIN, PIN_IRQ_ENABLE);
}
}
/***************************************************************
* 函数： static void bsp_led_sample(int argc, char *argv[])
* 参数： int argc, char *argv[]
* 返回值：无
* 功能： 完成相关led对应引脚的初始化设置，创建并启动bsp_led线程
*****************************************************************/
static void bsp_key_sample(int argc, char *argv[])
{
/*定义按键线程设备块*/
static rt_thread_t key_tid = RT_NULL;
/*设置按键以及led对应引脚的输入、输出模式*/
rt_pin_mode(KEY1_PIN, PIN_MODE_INPUT_PULLDOWN);
rt_pin_mode(KEY2_PIN, PIN_MODE_INPUT_PULLDOWN);
rt_pin_mode(LEDR_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
/*设置led的默认输出电平*/
rt_pin_write(LEDR_PIN, PIN_HIGH);
/*创建按键线程*/
key_tid = rt_thread_create("key_tid", bsp_key_entry, RT_NULL,
512, BSP_KEY_PRIORITY, 10);
/*开启按键线程*/
if (key_tid != RT_NULL)
{
rt_thread_startup(key_tid);
}
}
/*导出bsp_key_sample命令至FinSH终端*/
MSH_CMD_EXPORT(bsp_key_sample, bsp key led sample);
- 第二步：
打开stm32f429-hlg-v1.0\board下面的Kconfig文件，在该文件的 menu "BSP module"配置模块下面添加如下图内容：
有了该宏，那么在env工具里面就可以很方便的开启或者关闭该宏，如果开启该宏，则在rtconfig.h里面就会生成该宏。
- 第三步：
打开stm32f429-hlg-v1.0\applications下面的SConscript编译链接脚本文件，在里面添加如下图内容：
- 第四步：
在env里输入menuconfig打开工程配置，开启Enable key，如下图：
然后一直按Esc至保存界面，选Yes保存退出。
- 第五步：
在env输入scons --target=mdk5重新生成keil5工程；输入scons --target=mdk4重新生成keil4工程；输入scons --target=iar重新生成iar工程；输入scons --target=vsc更新VSCode头文件路径。
- 第六步：
打开keil5工程，然后就可以看到现在的工程目录结构如下图：
然后编译之后看看是否有错误或者警告。只要前面步骤没有出错，这里肯定不会要问题。
- 第七步：
下载程序到开发板。然后打开终端工具。在中断输入例程的导出命令bsp_key_sample，然后按下key1可以看到对应的输出信息，以及开发板等亮；按下key2,可以看到对应的输出信息，以及开发板灯灭。再输入查看线程指令list_thread，便可以看到bsp_key线程的运行基本信息，如下图：
这样一个使用按键中断控制led灯的bsp就彻底完成了。
总结
有了上一篇文章rt-thread：_001STM32F429IGT BSP前期准备前期准备`完成的模板，在此基础上增加led和key的bsp就非常容易轻松。再结合env工具，可以快速实现工程配置。
文章链接
rt-thread：_001STM32F429IGT BSP前期准备
官网参考链接
RT-Thread PIN设备管理-官网连接