STM32L051上使用RT-Th (二、CubeMX配置)

得吐槽一下這個標(biāo)題字?jǐn)?shù)，我都寫不全了
應(yīng)用篇-在STM32L051上使用RT-Thread 第二篇，使用STM32CubeMX 進(jìn)行對應(yīng)外設(shè)配置，同時做一些簡單測試。

目錄

• 前言
• 一、使用 STM32CubeMX 配置
• 1.1 基礎(chǔ)步驟
• 1.2 修改配置
• 1.3 踩坑記錄
• 二、初始簡單測試
• 2.1 基本設(shè)計思路
• 2.2 外設(shè)簡單測試
• 三、時刻關(guān)注占RAM大小
• 結(jié)語

前言

上篇文章我們僅僅是開了個頭，使用 RT-Thread Studio 新建了一個基于 STM32L051 的 RT-Thread Nano 工程，本文我們就在在這個工程的基礎(chǔ)上使用 STM32CubeMX 做STM32的基本配置。

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本 RT-Thread 專欄記錄的開發(fā)環(huán)境：
RT-Thread記錄（一、RT-Thread 版本、RT-Thread Studio開發(fā)環(huán)境 及 配合CubeMX開發(fā)快速上手）
RT-Thread記錄（二、RT-Thread內(nèi)核啟動流程 — 啟動文件和源碼分析）
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RT-Thread 內(nèi)核篇系列博文鏈接：
RT-Thread記錄（三、RT-Thread 線程操作函數(shù)及線程管理與FreeRTOS的比較）
RT-Thread記錄（四、RT-Thread 時鐘節(jié)拍和軟件定時器）
RT-Thread記錄（五、RT-Thread 臨界區(qū)保護(hù)）
RT-Thread記錄（六、IPC機(jī)制之信號量、互斥量和事件集）
RT-Thread記錄（七、IPC機(jī)制之郵箱、消息隊列）
RT-Thread記錄（八、理解 RT-Thread 內(nèi)存管理）
RT-Thread記錄（九、RT-Thread 中斷處理與階段小結(jié)）
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在STM32L051C8 上使用 RT-Thread 應(yīng)用篇系列博文連接：
RT-Thread 應(yīng)用篇 — 在STM32L051上使用 RT-Thread (一、無線溫濕度傳感器 之 新建項(xiàng)目)

一、使用 STM32CubeMX 配置

STM32CubeMX 配合 RT-Thread Studio 使用的方法在我的博文：《RT-Thread記錄（一、RT-Thread 版本、RT-Thread Studio開發(fā)環(huán)境 及 配合CubeMX開發(fā)快速上手）》

的第三小節(jié)有說明：

配置我們需要根據(jù)原理圖進(jìn)行，本應(yīng)用所用到的外設(shè)原理圖如下（無線通訊模塊沒有放進(jìn)來，使用的是串口TXD3和RXD3，另外使用的外部8Mhz）：

1.1 基礎(chǔ)步驟

點(diǎn)擊 CubeMX Setting，然后選擇芯片類型，點(diǎn)擊OK即可打開STM32CubeMX，如下圖：

進(jìn)入CubeMX 后設(shè)置步驟就很基礎(chǔ)了。

我們按照 時鐘，調(diào)試接口，串口，GPIO，定時器，工程選項(xiàng) 依次配置，下面就簡單列一下步驟：

時鐘：

RCC選項(xiàng)，外部高速時鐘 選擇使用外部晶振：

選擇完時鐘就可以在 Clock Configuration 中配置系統(tǒng)時鐘，直接把系統(tǒng)時鐘改成最大的 32Mhz，點(diǎn)擊確定，系統(tǒng)會自動修改好時鐘樹：

調(diào)試接口：

SYS選項(xiàng)，在 Debug Serial Wire 前打勾，表示使用SWD接口：

串口：

串口一已經(jīng)用作了打印串口，在工程 drivers 文件夾里的drv_usart.c 文件中已經(jīng)使用INIT_BOARD_EXPORT(rt_hw_usart_init); 初始化了，所以我們這里不需要使能。

我們直接設(shè)置一下我們需要和無線通訊模塊 通信的 串口，原理圖上是串口3，在L051上是LPUART1（STM32F103C8 和 STM32L051C8是 pin to pin 的）：

GPIO：

普通GPIO設(shè)置，2個按鍵輸入，一個LED輸出，2個IO口做軟件I2C：

定時器：

我們設(shè)置兩個硬件定時器，一個1S，一個1ms，我們可以根據(jù)自己使用不使用選擇初始化。

設(shè)置為1S的定時器 TIM2：

設(shè)置為1ms的定時器 TIM21：

工程選項(xiàng)：

最后在 Project Manager 中做最后的配置，生成工程：

完成上述步驟，點(diǎn)擊CubeMX右上角 GENERATE CODE 生成工程。
根據(jù)我以前的博文說明，生成好了以后，不要打開，直接關(guān)閉CubeMX即可，然后回到 RT-Thread Studio，出現(xiàn)下面的彈框點(diǎn)擊確定即可。

完成以后多了cubemx 文件夾，然后編譯一下，正常結(jié)果如下（其實(shí)我自己走流程的時候，出過一次問題，后面小節(jié)會說明）：

1.2 修改配置

還是根據(jù)《RT-Thread記錄（一、RT-Thread 版本、RT-Thread Studio開發(fā)環(huán)境 及 配合CubeMX開發(fā)快速上手）》中的記錄，修改一下SConscript文件，使得包含我們 CubeMX 生成的 GPIO 、串口和定時器設(shè)置：

修改完成以后不要忘了同步 scons 配置！！再重新構(gòu)建！

這里要特別說明一下stm32f1xx_it.c 這個文件：

在《RT-Thread記錄（一、RT-Thread 版本、RT-Thread Studio開發(fā)環(huán)境 及 配合CubeMX開發(fā)快速上手）》中我建議不需要添加，因?yàn)槔锩嬗行┲袛囗憫?yīng)函數(shù)， RT-Thread 內(nèi)核有自己的實(shí)現(xiàn)方式。但是這里我還是添加了， 但是要把stm32f1xx_it.c 文件中 一些中斷響應(yīng)函數(shù)的給注銷了，因?yàn)樵赗T-Thread 內(nèi)核有其他地方有實(shí)現(xiàn)！

我的做法是，除了下圖自己后面程序設(shè)計需要使用到的，其他的都給刪除了，注意這里方便說明用的是函數(shù)聲明部分，需要在stm32f1xx_it.c 文件中函數(shù)實(shí)現(xiàn)部分刪除：

配置完成以后再次進(jìn)行編譯，結(jié)果如下：

完成上面配置后我們就可以開始設(shè)計我們的程序了。

1.3 踩坑記錄

按照上面 1.1 小節(jié)的基礎(chǔ)步驟設(shè)置 ，完成以后，在CubeMX最后一步生成工程的時候居然卡死了，我只能強(qiáng)制退出CubeMX任務(wù)，重新點(diǎn)擊CubMX Settings 打開CubeMX進(jìn)行配置。

完成以后發(fā)現(xiàn)左邊CubeMX里面的文件列表不是和當(dāng)時我文章記錄的一樣：

居然沒有SConscript，編譯報錯了，即便我重新復(fù)制進(jìn)去，也沒有用……

一般來說，如果編譯除了問題，我們應(yīng)該從編譯結(jié)果去查找問題，然后分析解決，但是對于這種軟件聯(lián)動的自動化配置，我還是建議重新操作嘗試解決。所以我把工程全部刪除，然后重新來一遍看看。

因?yàn)榭紤]到CubeMX卡死過一次，項(xiàng)目出問題了，兩個軟件沒有成功的關(guān)聯(lián)，所以我是重新操作了一次正常了。

而且有一個系列操作，在我們點(diǎn)擊 RT-Thread Studio 打開CubeMX以后，最好是等待 RT-Thread Studio 的一個彈框消失以后再進(jìn)行操作：

二、初始簡單測試

完成上面的配置，我們的基本框架就已經(jīng)搭建好了，剩下的就是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序了，那么在實(shí)際的操作之前，我們先簡單驗(yàn)證一下整體的框架沒有問題，簡單測試下LED和按鍵，串口的話要單獨(dú)一篇文章分析。

2.1 基本設(shè)計思路

首先我們得在 main.c 文件中包含必備頭文件，和在main線程中做基本的初始化：

其實(shí)這個步驟就和裸機(jī)一樣，我們完全可以把 main 當(dāng)成裸機(jī)中的main函數(shù)，所有的程序在main中實(shí)現(xiàn)，也是可以。 這種方式就類似于 ESP32-C3 使用ESP-IDF 開發(fā)環(huán)境中，大部分操作都在 app_main 任務(wù)中實(shí)現(xiàn)， app_main 也不過是 FreeRTOS 啟動時候創(chuàng)建的一個任務(wù)。

記得在上一篇博文中我們提到過 一個main 線程就占用了 2K，這個2K不能浪費(fèi)，要么我們在main里面多做一些工作，要么就是到時候把main線程的大小改小。

我們一個單品溫濕度傳感器，有幾個主要的工作：

1. I2C 數(shù)據(jù)采集，這個部分需要移植一下代碼，然后采集實(shí)現(xiàn)部分需要用一個線程來實(shí)現(xiàn)，計劃是定時器到了一定的計數(shù)之后，發(fā)送一個信號量使得線程喚醒采集一次；
2. 無線模塊串口通訊，這個部分是和上一步聯(lián)動的，定時器到了定時時間，通知傳感器采集數(shù)據(jù)，然后把數(shù)據(jù)放置無線通訊協(xié)議中發(fā)送出出去，這個部分還得用一個線程實(shí)現(xiàn)，串口的通訊；
3. LED燈，其實(shí)可有可無，但是作為我們第一個基礎(chǔ)應(yīng)用，還是加上也沒關(guān)系，LED的切換，到時候可以隨意加在哪里，比如采集到了數(shù)據(jù)成功發(fā)送以后，LED燈閃爍一次；
4. 按鍵，按鍵其實(shí)也可有可無，但是還是因?yàn)槲覀兊牡谝粋€基礎(chǔ)應(yīng)用，我想把我常用的按鍵驅(qū)動移植過來試一試，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，按鍵驅(qū)動也需要一個線程，而且這個線程至少需要512字節(jié)的空間；
5. 定時器，根據(jù)產(chǎn)品所需要的的定時時間釋放信號量，使得數(shù)據(jù)采集線程開始工作，定時器是硬件定時器，使用中斷實(shí)現(xiàn)不用額外線程；

這里思路暫時先這樣，后期如果使用過程中有新的改動，再來更新。

2.2 外設(shè)簡單測試

然后我們把一些外設(shè)需要的宏定義設(shè)置一下：

LED：

然后在主函數(shù)中寫一個LED燈切換的邏輯（此部分太簡單了，所以截個圖看看就行了）：

按鍵：

然后新建一個線程，給到時候按鍵驅(qū)動移植使用，這里就用簡單的按鍵處理方式，大小設(shè)定為512字節(jié)。

值得注意的是，我們新建任務(wù)只能用靜態(tài)初始化的方式，因?yàn)槲覀儧]有定義使用heap，新建的線程大小直接影響RAM空間大小。

定時器：

我們有一個1S的定時，我們也來簡單測試一下，具體的測試方式和我們在記錄九中的一致：
《RT-Thread記錄（九、RT-Thread 中斷處理與階段小結(jié)）》

但是這次我們加了stm32f1xx_it.c 文件，所以我們這次直接在stm32f1xx_it.c 文件中修改（再次說明，實(shí)際使用中中斷響應(yīng)函數(shù)中不要添加打印操作，這里只是測試測試?。。。?/strong>

所有改完以后編譯一下：

OK！編譯沒問題，下載查看測試結(jié)果：

三、時刻關(guān)注占RAM大小

在小內(nèi)存芯片上使用操作系統(tǒng)，程序運(yùn)行占用的RAM大小我們不容忽略，我們在應(yīng)用中務(wù)必學(xué)會觀察內(nèi)存占用情況：

完成CubeMX基礎(chǔ)步驟以后，默認(rèn)只添加了兩個.c文件，與初始工程的比較：

修改完配置，表示著我們的基礎(chǔ)框架基本搭建好了，我們多添加了GPIO、串口，和定時器的驅(qū)動程序：

說明！上面幾張圖因?yàn)閯傞_始，所以貼了和初始工程的比較，往后的比較我不可能從初始工程開始貼圖，只能與上一次工程完善的結(jié)果做比較：

本文的簡單測試，程序運(yùn)行時候需要占用 RAM的大?。?1536+5184= 6720 字節(jié)，我們的芯片 RAM：8192字節(jié)。

結(jié)語

本文依然還處于工程配置階段，再次手把手做了次教學(xué)，如何使用 STM32CubeMX 配合 RT-Thread Studio開發(fā)。

我們詳細(xì)的說明了配置步驟，同時在初始測試小節(jié)寫好了本應(yīng)用的的設(shè)計思路。做了基本框架設(shè)計 和 初步的測試說明。

現(xiàn)在看來，這系列應(yīng)用篇還真算得上保姆級的教程了 = =！我自己現(xiàn)在都覺得真的細(xì)……

下一篇的內(nèi)容應(yīng)該是把 I2C 讀寫的程序移植過來，到時候看看篇幅，如果又有很多細(xì)節(jié)那就這一個內(nèi)容，如果內(nèi)容篇幅簡單到時候看情況添加。

好了，本文就到這，謝謝大家！