将RT-Thread Nano移植到STM32F401CCU6
将RT-Thread Nano移植到STM32F401CCU6
使用RT-Thread(后面简称RTT)是一次偶然的机会，之前并没有使用过嵌入式操作系统，一直使用前后台的方式实现单片机的程序处理，后来发现使用嵌入式操作系统真的很方便，尤其是在UI刷新和实时响应上有得天独厚的优势。当然，嵌入式操作系统有很多，秉承着支持国产的态度，我选择了RTT(其实RTT确实很厉害，在Keil中都可以直接下载其Nano版本)，之所以这里讲关于Nano的移植，因为Nano非常小，虽然不支持一些Master版本的bsp外设，但是如果你手上的单片机根本就没有Master版本所提供的bsp，使用Master岂不是也没什么用。
STM32F401CCU6-RTT模板工程下载链接
硬件平台：
MCU：STM32F401CCU6（某宝20RMB以内）
OLED：中景园7针1.3寸OLED_12864（某宝12RMB）
晶振：25Mhz
移植过程：
第一步：下载RTT-Nano的Package
第二步：在工程中添加RTT-Nano的Package
第三步：修改一下"stm32f4xx_it.c"文件
因为RTT内核已经实现了
void HardFault_Handler(void)
void PendSV_Handler(void)
void SysTick_Handler(void)
这3个中断函数，因此需要在stm32f4xx_it.c里面注释掉这些函数，不然就会报错。
第四步：修改delay相关函数
因为工程模板里使用的是正点原子的延时函数，这里面是有用到SysTick的，但是RTT已经接管了SysTick，因此绝对不能再使用delay_init()这个函数，不然RTT就失去了SysTick的接管权限，然后就会运行失败。
将原来delay_ms();函数内部直接删完，换上rt_thread_mdelay(nms);即可，这样所有的延时都是线程延时了。
第五步：添加线程初始化代码
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "oled.h"
#include "bmp.h"
#include "timer32bit.h"
/*==========================================RT-Thread 头文件=========================================================*/
#include "rtthread.h"
/*====================================================================================================================*/
/*====================================================================================================================*/
/*====================================================================================================================*/
/*****************************************************程序改动说明*****************************************************/
//根据采用不同晶振 STM32F401 改动的地方有：
//OptionForTarget xtal（改为和实际晶振大小一致）
//delay.c 121、187、206行（降低计时误差 不改动定时误差为5% 改动后延时为偶数无误差，为奇数误差为1/n *100%）
//system_stm32f4xx.c 317行（根据system_stm32f4xx.c 137-181行的说明改动）
//stm32f4xx.h 123行（将HSE晶振数值更新为与实际一样）
/*====================================================================================================================*/
/*====================================================================================================================*/
/*====================================================================================================================*/
/*=============================================LED闪烁的线程==========================================================*/
/*====================================================================================================================*/
/*====================================================================================================================*/
static struct rt_thread led_thread;//定义线程
static char led_thread_stack[256];//线程栈大小
/*定义线程的入口函数*/
static void led_thread_entry(void *parameter)
{
while(1)
{
LED0_ON;
delay_ms(200);
LED0_OFF;
delay_ms(200);
}
}
/*=====================================================END============================================================*/
/*====================================================================================================================*/
/*=============================================OLED刷屏的线程==========================================================*/
/*====================================================================================================================*/
/*====================================================================================================================*/
static struct rt_thread oled_thread;//定义线程
static char oled_thread_stack[256];//线程栈大小
/*定义线程的入口函数*/
static void oled_thread_entry(void *parameter)
{
while(1)
{
ShowFrequence();
delay_ms(1000);
OLED_ShowPicture(0,0,128,64,BMP4,1);//LOGO
delay_ms(1000);
}
}
/*=====================================================END============================================================*/
/*====================================================================================================================*/
/*====================================================主函数入口=======================================================*/
/*====================================================================================================================*/
int main(void)
{
rt_err_t rst,rstt;
LED_Init(); //初始化LED端口
KEY_Init();
OLED_Init();
LED_Shine(100,5);
OLED_ShowPicture(0,0,128,64,BMP4,1);//LOGO
delay_ms(2000);
/**********************开启 led 线程*********************/
rst = rt_thread_init(&led_thread,
"led_rrt",
led_thread_entry,
RT_NULL,
&led_thread_stack[0],
sizeof(led_thread_stack),
RT_THREAD_PRIORITY_MAX-2,
20);
if(rst==RT_EOK)
{
rt_thread_startup(&led_thread);
}
/**********************END*********************/
/**********************开启 oled 线程*********************/
rstt = rt_thread_init(&oled_thread,
"led_rrt",
oled_thread_entry,
RT_NULL,
&oled_thread_stack[0],
sizeof(oled_thread_stack),
RT_THREAD_PRIORITY_MAX-5,
20);
if(rstt==RT_EOK)
{
rt_thread_startup(&oled_thread);
}
/**********************END*********************/
return 1;
}
/*====================================================主函数结束=======================================================*/
/*====================================================================================================================*/
注意
但是需要注意的是，这个问题的原因我并不清楚，RTT Nano我没有找到us级别延时的解决方案，虽然RTT在rt_config.h中可以设置RT_TICK_PER_SECOND的值，但是经过我的实际测试在STM32F401CCU6平台上RT_TICK_PER_SECOND最高只能到420000，也就是单次线程tick延时为1/420000=2.38us左右。也就是使用rt_thread_delay(1);延时最短为最短的延时，为2.38us。【这实际是个愚蠢的做法，这样会导致OS大部分时间在Systick的中断中】
在网友的帮助下，找到了一个方法，就是按照正点原子的思路，数Systick就可以了，实际测试中使用下面这段代码可以做到us级别的延时，但是绝对不能超过1个OSTick，超出1个OSTick就会卡死。因为RTT初始化时钟时候对Systick->Load赋值为系统时钟/RT_TICK_PER_SECOND。而其tickperus的计算=系统时钟/1M。
//延时us不能超过一个OSTick
//OSTick = 1/RT_TICK_PER_SECOND 秒 = 10^6/RT_TICK_PER_SECOND 微秒
void delay_us(u32 us)
{
rt_uint32_t start, now, delta, reload, us_tick;
start = SysTick->VAL;
reload = SysTick->LOAD;
us_tick = SystemCoreClock / 1000000UL;
do {
now = SysTick->VAL;
delta = start > now ? start - now : reload + start - now;
} while(delta < us_tick * us);
}
//延时nms
void delay_ms(u16 nms)
{
rt_thread_mdelay(nms);
}
网上有的教程里说RTT会给初始化好时钟，其实是不正确的。因为他根本不知道你的外部晶振时钟是多少，因此PLL还是需要自己配置一下,配置的方法在Main函数开头，可以参见这篇文章。当然，你如果使用HAL库的话，用CubeMx配置好，然后复制到RTT的board.c里时钟配置的那里就可以了。我这里给的方法适用于标准库(标准库编译快)。
效果：
