极海APM32F411V Tiny开发板评测03——RT-Thread nano移植
极海APM32F411V Tiny开发板评测03 RT-Thread Nano移植
1. 软硬件平台
- APM32F411Tiny Board开发板
- MDK-ARM Keil
2. 物联网RTOS—RT-Thread
RT-Thread Nano 是一个极简版的硬实时内核,它是由 C 语言开发,采用面向对象的编程思维,具有良好的代码风格,是一款可裁剪的、抢占式实时多任务的 RTOS。其内存资源占用极小,功能包括任务处理、软件定时器、信号量、邮箱和实时调度等相对完整的实时操作系统特性。适用于大量使用的 32 位 ARM 入门级 MCU 的场合。
下图是 RT-Thread Nano 的软件框图,包含支持的 CPU 架构与内核源码,还有可拆卸的 FinSH 组件:
支持架构:ARM:Cortex M0/ M3/ M4/ M7 等、RISC-V 及其他。
功能:线程管理、线程间同步与通信、时钟管理、中断管理、内存管理。
RT-Thread Nano的特点
下载简单
RT-Thread Nano 以软件包的方式集成在 Keil MDK 与 CubeMX 中,可以直接在软件中下载 Nano 软件包获取源码,获取方式详见 基于 Keil MDK 移植 RT-Thread Nano 与 基于 CubeMX 移植 RT-Thread Nano 。同时也提供 下载 Nano 源码压缩包 的途径,方便在其他开发环境移植 RT-Thread Nano,如 基于 IAR 移植 RT-Thread Nano。
代码简单 与RT-Thread 完整版不同的是,Nano 不含 Scons 构建系统,不需要 Kconfig 以及 Env 配置工具,也去除了完整版特有的 device 框架和组件,仅是一个纯净的内核。
移植简单 由于 Nano 的极简特性,使 Nano 的移植过程变得极为简单。添加 Nano 源码到工程,就已完成 90% 的移植工作。
易裁剪:Nano 的配置文件为 rtconfig.h,该文件中列出了内核中的所有宏定义,有些默认没有打开,如需使用,打开即可。
易添加 FinSH 组件:FinSH 组件 可以很方便的在 Nano 上进行移植,而不再依赖 device 框架,只需要对接两个必要的函数即可完成 FinSH 移植。
资源占用小:对 RAM 与 ROM 的开销非常小,在支持 semaphore 和 mailbox 特性,并运行两个线程 (main 线程 + idle 线程) 情况下,ROM 和 RAM 依然保持着极小的尺寸,RAM 占用约 1K 左右,ROM 占用 4K 左右。
移植过程
RT-Thread Nano 内核移植
RT-Thread Nano移植较为简单,参考官方教程。我这里里面可能有少步骤的,大体也差不多。其实我实际对接内核就改了一个SystemClock_Config()函数的实现,其他的基本上没有太大变化,然后就是一些宏定义的打开,特别是你需要使用FINSH组件的时候。
官方移植教程 基于 Keil MDK 移植 RT-Thread Nano
在之前的工程模板基础上,添加RT-Thread Nano代码文件。在keil里面添加文件即可。
需要注意是,RT-Thread/port里面需要选择与芯片匹配的文件,APM32F411是Cortex-M4内核的芯片,选择添加相关文件。Cortex-M 芯片内核移植文件如下:
将SysTick_Handler移到RTOS目录下的board.c内,并添加回调函数rt_os_tick_callback();复制例程中相关堆栈初始化的代码。
由于
SysTick_Handler()
中断服务例程由用户在 board.c 中重新实现,做了系统 OS Tick,所以还需要删除工程里中原本已经实现的SysTick_Handler()
,避免在编译时产生重复定义。如果此时对工程进行编译,没有出现函数重复定义的错误,则不用做修改.RT-Thread 会接管异常处理函数
HardFault_Handler()
和悬挂处理函数PendSV_Handler()
,这两个函数已由 RT-Thread 实现,所以需要删除工程里中断服务例程文件中的这两个函数,避免在编译时产生重复定义。如果此时对工程进行编译,没有出现函数重复定义的错误,则不用做修改。因此在我们的工程里面需要把apm32f4xx_int.c文件中的HardFault_Handler、PendSV_Handler、SysTick_Handler函数注释掉。尝试移植中景园OLED代码。修改对应GPIO代码后,将延时改为RTT的延时函数后,正常使用。
#include "main.h"
#include "oled.h"
#include <stdlib.h>
#include "oledfont.h"
#include "Bsp_delay.h"
//OLED的显存
//存放格式如下.
//[0]0 1 2 3 ... 127
//[1]0 1 2 3 ... 127
//[2]0 1 2 3 ... 127
//[3]0 1 2 3 ... 127
//[4]0 1 2 3 ... 127
//[5]0 1 2 3 ... 127
//[6]0 1 2 3 ... 127
//[7]0 1 2 3 ... 127
#define SIZE 8
#define XLevelL 0x00
#define XLevelH 0x10
#define Max_Column 128
#define Max_Row 64
#define Brightness 0xFF
#define X_WIDTH 128
#define Y_WIDTH 64
//-----------------OLED IIC端口定义----------------
#define OLED_SCLK_Clr() GPIO_ResetBit(GPIOB,GPIO_PIN_8) //CLK
#define OLED_SCLK_Set() GPIO_SetBit(GPIOB,GPIO_PIN_8)
#define OLED_SDIN_Clr() GPIO_ResetBit(GPIOB,GPIO_PIN_9)//SDA
#define OLED_SDIN_Set() GPIO_SetBit(GPIOB,GPIO_PIN_9)
#define OLED_CMD 0 //写命令
#define OLED_DATA 1 //写数据
/**********************************************
//IIC Start
**********************************************/
void IIC_Start()
{
OLED_SCLK_Set() ;
OLED_SDIN_Set();
OLED_SDIN_Clr();
OLED_SCLK_Clr();
}
/**********************************************
//IIC Stop
**********************************************/
void IIC_Stop()
{
OLED_SCLK_Set() ;
// OLED_SCLK_Clr();
OLED_SDIN_Clr();
OLED_SDIN_Set();
}
void IIC_Wait_Ack()
{
OLED_SCLK_Set() ;
OLED_SCLK_Clr();
}
/**********************************************
// IIC Write byte
**********************************************/
void Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte)
{
unsigned char i;
unsigned char m,da;
da=IIC_Byte;
OLED_SCLK_Clr();
for(i=0;i<8;i++)
{
m=da;
m=m&0x80;
if(m==0x80)
{OLED_SDIN_Set();}
else OLED_SDIN_Clr();
da=da<<1;
OLED_SCLK_Set();
OLED_SCLK_Clr();
}
}
/**********************************************
// IIC Write Command
**********************************************/
void Write_IIC_Command(unsigned char IIC_Command)
{
IIC_Start();
Write_IIC_Byte(0x78); //Slave address,SA0=0
IIC_Wait_Ack();
Write_IIC_Byte(0x00); //write command
IIC_Wait_Ack();
Write_IIC_Byte(IIC_Command);
IIC_Wait_Ack();
IIC_Stop();
}
/**********************************************
// IIC Write Data
**********************************************/
void Write_IIC_Data(unsigned char IIC_Data)
{
IIC_Start();
Write_IIC_Byte(0x78); //D/C#=0; R/W#=0
IIC_Wait_Ack();
Write_IIC_Byte(0x40); //write data
IIC_Wait_Ack();
Write_IIC_Byte(IIC_Data);
IIC_Wait_Ack();
IIC_Stop();
}
void OLED_WR_Byte(unsigned dat,unsigned cmd)
{
if(cmd)
{
Write_IIC_Data(dat);
}
else
{
Write_IIC_Command(dat);
}
}
/********************************************
// fill_Picture
********************************************/
void fill_picture(unsigned char fill_Data)
{
unsigned char m,n;
for(m=0;m<8;m++)
{
OLED_WR_Byte(0xb0+m,0); //page0-page1
OLED_WR_Byte(0x00,0); //low column start address
OLED_WR_Byte(0x10,0); //high column start address
for(n=0;n<128;n++)
{
OLED_WR_Byte(fill_Data,1);
}
}
}
//坐标设置
void OLED_Set_Pos(unsigned char x, unsigned char y)
{ OLED_WR_Byte(0xb0+y,OLED_CMD);
OLED_WR_Byte(((x&0xf0)>>4)|0x10,OLED_CMD);
OLED_WR_Byte((x&0x0f),OLED_CMD);
}
//开启OLED显示
void OLED_Display_On(void)
{
OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD); //SET DCDC命令
OLED_WR_Byte(0X14,OLED_CMD); //DCDC ON
OLED_WR_Byte(0XAF,OLED_CMD); //DISPLAY ON
}
//关闭OLED显示
void OLED_Display_Off(void)
{
OLED_WR_Byte(0X8D,OLED_CMD); //SET DCDC命令
OLED_WR_Byte(0X10,OLED_CMD); //DCDC OFF
OLED_WR_Byte(0XAE,OLED_CMD); //DISPLAY OFF
}
//清屏函数,清完屏,整个屏幕是黑色的!和没点亮一样!!!
void OLED_Clear(void)
{
u8 i,n;
for(i=0;i<8;i++)
{
OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD); //设置页地址(0~7)
OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD); //设置显示位置—列低地址
OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD); //设置显示位置—列高地址
for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(0,OLED_DATA);
} //更新显示
}
void OLED_On(void)
{
u8 i,n;
for(i=0;i<8;i++)
{
OLED_WR_Byte (0xb0+i,OLED_CMD); //设置页地址(0~7)
OLED_WR_Byte (0x00,OLED_CMD); //设置显示位置—列低地址
OLED_WR_Byte (0x10,OLED_CMD); //设置显示位置—列高地址
for(n=0;n<128;n++)OLED_WR_Byte(1,OLED_DATA);
} //更新显示
}
//在指定位置显示一个字符,包括部分字符
//x:0~127
//y:0~63
//mode:0,反白显示;1,正常显示
//size:选择字体 16/12
void OLED_ShowChar(u8 x,u8 y,u8 chr,u8 Char_Size)
{
unsigned char c=0,i=0;
c=chr-' ';//得到偏移后的值
if(x>Max_Column-1){x=0;y=y+2;}
if(Char_Size ==16)
{
OLED_Set_Pos(x,y);
for(i=0;i<8;i++)
OLED_WR_Byte(F8X16[c*16+i],OLED_DATA);
OLED_Set_Pos(x,y+1);
for(i=0;i<8;i++)
OLED_WR_Byte(F8X16[c*16+i+8],OLED_DATA);
}
else {
OLED_Set_Pos(x,y);
for(i=0;i<6;i++)
OLED_WR_Byte(F6x8[c][i],OLED_DATA);
}
}
//m^n函数
u32 oled_pow(u8 m,u8 n)
{
u32 result=1;
while(n--)result*=m;
return result;
}
//显示2个数字
//x,y :起点坐标
//len :数字的位数
//size:字体大小
//mode:模式 0,填充模式;1,叠加模式
//num:数值(0~4294967295);
void OLED_ShowNum(u8 x,u8 y,u32 num,u8 len,u8 size2)
{
u8 t,temp;
u8 enshow=0;
for(t=0;t<len;t++)
{
temp=(num/oled_pow(10,len-t-1))%10;
if(enshow==0&&t<(len-1))
{
if(temp==0)
{
OLED_ShowChar(x+(size2/2)*t,y,' ',size2);
continue;
}else enshow=1;
}
OLED_ShowChar(x+(size2/2)*t,y,temp+'0',size2);
}
}
//显示一个字符号串
void OLED_ShowString(u8 x,u8 y,u8 *chr,u8 Char_Size)
{
unsigned char j=0;
while (chr[j]!='\0')
{
OLED_ShowChar(x,y,chr[j],Char_Size);
x+=8;
if(x>120){x=0;y+=2;}
j++;
}
}
//显示汉字
void OLED_ShowCHinese(u8 x,u8 y,u8 no)
{
u8 t,adder=0;
OLED_Set_Pos(x,y);
for(t=0;t<16;t++)
{
OLED_WR_Byte(Hzk[2*no][t],OLED_DATA);
adder+=1;
}
OLED_Set_Pos(x,y+1);
for(t=0;t<16;t++)
{
OLED_WR_Byte(Hzk[2*no+1][t],OLED_DATA);
adder+=1;
}
}
/***********功能描述:显示显示BMP图片128×64起始点坐标(x,y),x的范围0~127,y为页的范围0~7*****************/
void OLED_DrawBMP(unsigned char x0, unsigned char y0,unsigned char x1, unsigned char y1,unsigned char BMP[])
{
unsigned int j=0;
unsigned char x,y;
if(y1%8==0) y=y1/8;
else y=y1/8+1;
for(y=y0;y<y1;y++)
{
OLED_Set_Pos(x0,y);
for(x=x0;x<x1;x++)
{
OLED_WR_Byte(BMP[j++],OLED_DATA);
}
}
}
//初始化SSD1306
void OLED_Init(void)
{
GPIO_Config_T configStruct;
/* Enable the GPIO_LED Clock */
RCM_EnableAHB1PeriphClock(RCM_AHB1_PERIPH_GPIOB);
GPIO_ConfigStructInit(&configStruct);
configStruct.pin = GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9;
configStruct.mode = GPIO_MODE_OUT;
configStruct.otype = GPIO_OTYPE_PP;
configStruct.pupd = GPIO_PUPD_UP;
configStruct.speed = GPIO_SPEED_50MHz;
GPIO_Config(GPIOB, &configStruct);
GPIO_SetBit(GPIOB,GPIO_PIN_8);
GPIO_SetBit(GPIOB,GPIO_PIN_9);
rt_thread_delay(200);
OLED_WR_Byte(0xAE,OLED_CMD);//--display off
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//---set low column address
OLED_WR_Byte(0x10,OLED_CMD);//---set high column address
OLED_WR_Byte(0x40,OLED_CMD);//--set start line address
OLED_WR_Byte(0xB0,OLED_CMD);//--set page address
OLED_WR_Byte(0x81,OLED_CMD); // contract control
OLED_WR_Byte(0xFF,OLED_CMD);//--128
OLED_WR_Byte(0xA1,OLED_CMD);//set segment remap
OLED_WR_Byte(0xA6,OLED_CMD);//--normal / reverse
OLED_WR_Byte(0xA8,OLED_CMD);//--set multiplex ratio(1 to 64)
OLED_WR_Byte(0x3F,OLED_CMD);//--1/32 duty
OLED_WR_Byte(0xC8,OLED_CMD);//Com scan direction
OLED_WR_Byte(0xD3,OLED_CMD);//-set display offset
OLED_WR_Byte(0x00,OLED_CMD);//
OLED_WR_Byte(0xD5,OLED_CMD);//set osc division
OLED_WR_Byte(0x80,OLED_CMD);//
OLED_WR_Byte(0xD8,OLED_CMD);//set area color mode off
OLED_WR_Byte(0x05,OLED_CMD);//
OLED_WR_Byte(0xD9,OLED_CMD);//Set Pre-Charge Period
OLED_WR_Byte(0xF1,OLED_CMD);//
OLED_WR_Byte(0xDA,OLED_CMD);//set com pin configuartion
OLED_WR_Byte(0x12,OLED_CMD);//
OLED_WR_Byte(0xDB,OLED_CMD);//set Vcomh
OLED_WR_Byte(0x30,OLED_CMD);//
OLED_WR_Byte(0x8D,OLED_CMD);//set charge pump enable
OLED_WR_Byte(0x14,OLED_CMD);//
OLED_WR_Byte(0xAF,OLED_CMD);//--turn on oled panel
}