nRF51822：在 macOS 下使用 Segger Embedded Studio （SES） 搭建开发环境

系统环境

• 系统：10.13.6（Windows和Linux同样适用）
• 网络：联网

软件环境（只能保证这个版本环境好用）

• 编译器环境：Segger Embedded Studio v3.40（SES）
• 仿真器驱动：J-Link Software and Documentation Pack v6.32i
• 软件开发包：nRF5 SDK v12.3.0（最后一个支持 nRF51 系列芯片的版本）

硬件环境

• 开发板：nRF51 DK v1.2.0
• 开发板：青风 nRF51822 开发板
• 仿真器：J-Link v9.2（淘宝版）（实测第三方J-Link for ARM OB v7不能长时间仿真）

导入 Keil µVersion工程

• 尽管 SES（Segger Embedded Studio）已经成为 Nordic 官方推荐的免费跨平台开发环境，但是首个获得官方支持带有 SES 工程的 SDK 版本是 v14.1.0，并不包括 nRF51 系列代码。因此对于 nRF51 系列来说，需要通过简单的操作将 Keil 工程转换为SES工程。
• 打开 SES，在菜单栏选择“Tool -> Package Manager”，然后安装“CMSIS-CORE Support Package”和“nRF CPU Support Package”。

• 在菜单栏，选择“File -> Import Project -> Import Keil MDK Project…”；
• 导航到 nRF5 SDK 的位置，在路径“examples/ble_peripheral/ble_app_hrs/”中选择一个工程，例如：“pca10028/s130/arm5_no_packs/ble_app_hrs_pca10028_s130.uvprojx”。
• 选中后，“Import Build Configuration”窗口会弹出，基于完全使用 SES 的目的，此处选择“Internal Toolchain (GCC/Clang)”，点击“OK”按钮，工程将被导入。

调整工程配置

• 右键点击左侧导航窗口中的工程名，选择弹出菜单中的“Build Configurations…”；
• 在“Public Configurations”栏录下选中“flash_s130_nrf51_2.0.1_softdevice”；

• 点击右上方的“-”号删除这个配置并确定，此时导航栏上方将只剩“nrf51422_xxac”这一个配置。

添加 nRF5 MDK 文件

• Keil µVersion 使用“Device Packs”用于系统启动文件，包含如系统启动汇编文件“arm_startup_nrf51.s”和系统设置文件“system_nrf51.c”，在 SES 中需要手动添加这些文件。下载文件“ses_nrf51_startup.s”（CSDN国内路径资源）；
• 在 SDK 目录中，找到路径“components/toolchain/”，在这里新建文件夹“ses”，然后将下载好的“ses_nrf51_startup.s”文件放置在“ses”文件夹中；
• 回到 SES 界面，在导航窗口中找到“Internal Files”目录，删除该目录下的“Cortex_M_Startup.s”文件（右键点击该文件并选择“Remove”）；
• 选中“Internal Files”目录，点击右键弹出菜单，选择“Add Existing File…”，通过这种方式分别添加 SDK 路径下的“components/toolchain/system_nrf51.c”和“components/toolchain/ses/ses_nrf51_startup.s”两个文件。

• 在导航窗口选中工程名，点击右键弹出菜单选择“Edit Options…”，然后选择“Preprocessor”选项卡；
• 找到“User Include Directories”项目，将路径“../../../../../../components/device”添加进去；

配对管理器暨 FLASH 存储器调整

• 在 SDK 目录中找到工程目录“examples/ble_peripheral/ble_app_hrs/pca10028/s130/arm5_no_packs”，在该目录下用文本编辑器创建文件“flash_placement.xml”；
• 回到 SES 界面，在导航窗口中点击右键弹出菜单，选择“Import Section placement”选项，此时弹出警告窗口，选择“Yes”，再“Yes”，在文件中输入如下内容并保存：

• 在导航窗口中，找到“Internal Files”目录下的“thumb_crt0.s”，在“tdata”字段后加入“fs_data”字段：

ldr r2, =__tdata_end__
bl memory_copy
# ADD HERE ... 
ldr r0, =__fs_data_load_start__
ldr r1, =__fs_data_start__
ldr r2, =__fs_data_end__
bl memory_copy
# TO HERE ...

构造（Building）

• 现在可以构造成功了，右键点击工程名，在弹出菜单中选择“Build”，构造成功如下：

• 此时 FLASH 和 SRAM 的起始还都是0地址，而 SoftDevice 的空间需要被留出来，所以需要配置空间。还是在导航窗口的工程名中右键选择“Edit Options…”，找到“Linker”选项卡；
• 找到“Section Placement Macros”选项，添加宏定义（SRAM起始地址可调）：

FLASH_START=0x1B000
SRAM_START=0x20002A10

• 右键点击工程名，在弹出菜单中选择“Rebuild”，重构成功如下：

微调

• 在导航窗口选中工程名，点击右键弹出菜单选择“Edit Options…”，然后选择“Preprocessor”选项卡；
• 找到“Preprocessor Definitions”选项，添加宏定义“NO_VTOR_CONFIG”（这是为了告知 SES 为 SoftDevice 预留向量表的位置）；

连同应用烧录 SoftDevice

• 在导航窗口选中工程名，点击右键弹出菜单选择“Edit Options…”，然后选择“Loader”选项卡；
• 找到“Additional Load File[0]”选项，添加 SoftDevice 的相对路径“../../../../../../components/softdevice/s130/hex/s130_nrf51_2.0.1_softdevice.hex”；
• 再次运行重构。

运行

• 使用nRF51-DK的话不需要更改设置，如果使用其他板子，如我正用的青风电子的板子上的芯片是 nRF51822QFAA，因此要在设置中更改芯片配置，否则无法运行；
• 在导航窗口选中工程名，点击右键弹出菜单选择“Edit Options…”，然后选择“Debugger”选项卡；
• 找到“Target Device”选项，选择自己正在使用的芯片，此处选择“nRF51822_xxAA”；

• 将 nRF51 DK 或自己的板子通过 J-Link 连接到 Mac，确保板子电源供电正常；
• 在菜单栏，选择“Build -> Build and Run”，可以看到板子灯亮了，确认已经在运行。

• 通过手机软件 nRF Connect 也能搜索到来自开发板的信号，说明开发板确实在工作了。

调试

• 在菜单栏，选择“Debug -> Go”，SES 界面变为调试状态，点击左上方的运行按钮，即可开始调试。

• 在行号旁边点击，可以添加断点。SES 是配套 J-Link 的官方调试软件，所以其他专业软件有的功能 SES 都能做到，至此，环境搭建完成。