STM32L051上使用RT-Thread (一、新建項(xiàng)目)

學(xué)完了 RT-Thread 內(nèi)核基礎(chǔ)，來(lái)使用 RT-Thread 實(shí)現(xiàn)一個(gè)小應(yīng)用。
硬件平臺(tái)：STM32L051C8  TCM310（Enocean無(wú)線芯片）
軟件平臺(tái)：RT-Thread Studio  STM32CubeMX
產(chǎn)品名稱：無(wú)線溫度傳感器
實(shí)現(xiàn)功能：STM32L051 通過(guò) I2C 協(xié)議讀取 SHT21D 溫濕度傳感器數(shù)據(jù)，然后通過(guò)串口和 Enocean
		通訊，按照標(biāo)準(zhǔn)Enocean協(xié)議，將溫濕度數(shù)據(jù)發(fā)送出去

目錄

• 前言
• 一、使用 RT-Thread Studio 新建項(xiàng)目
• 二、初始項(xiàng)目代碼分析
  • 2.1 內(nèi)存堆
  • 2.2 main 線程初始化
  • 2.3 軟件定時(shí)器
  • 2.4 rtconfig.h
• 三、初始項(xiàng)目占RAM大小
• 四、時(shí)刻保持查看測(cè)試結(jié)果
• 結(jié)語(yǔ)

前言

RT-Thread 專欄更新到今天，已經(jīng)把內(nèi)核基礎(chǔ)全部講完，還沒(méi)有一個(gè)使用 RT-Thread Studio 完整的項(xiàng)目實(shí)例，我在第一篇文章中介紹版本的時(shí)候就說(shuō)過(guò)，在一般普通的應(yīng)用項(xiàng)目上，Nano估計(jì)用起來(lái)還更多，內(nèi)存就是成本！ 既然我們把 RT-Thread Nano 內(nèi)容大都過(guò)了一遍，那就來(lái)使用它實(shí)現(xiàn)一個(gè)傳感器小項(xiàng)目。

看過(guò)我博文的朋友都知道為什么我會(huì)使用 STM32L051，我在前面博文 ST芯片漲價(jià)后，你是如何做的？已經(jīng)提到過(guò)原因，滿足應(yīng)用要求，替換成本低。

本文完全從 0 開(kāi)始新建工程，工程代碼分析，修改，移植，測(cè)試，步步為營(yíng)，最終完成一個(gè)完整的應(yīng)用。

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本 RT-Thread 專欄記錄的開(kāi)發(fā)環(huán)境：
RT-Thread記錄（一、RT-Thread 版本、RT-Thread Studio開(kāi)發(fā)環(huán)境 及 配合CubeMX開(kāi)發(fā)快速上手）
RT-Thread記錄（二、RT-Thread內(nèi)核啟動(dòng)流程 — 啟動(dòng)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(shí)鐘節(jié)拍和軟件定時(shí)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(hào)量、互斥量和事件集）
RT-Thread記錄（七、IPC機(jī)制之郵箱、消息隊(duì)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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一、使用 RT-Thread Studio 新建項(xiàng)目

首先，我們還是使用 RT-Thread Studio 新建工程，我們選擇 Nano 項(xiàng)目，如下圖：

然后進(jìn)入項(xiàng)目創(chuàng)建頁(yè)面，項(xiàng)目基于芯片，然后在系列中選擇 STM32L0 系列，如果沒(méi)有需要添加，如下圖：

在上面圖點(diǎn)擊 添加更多，然后在 SDK 管理器中，安裝 STM32L0 的資源包，選中，點(diǎn)擊安裝即可，如下圖：

完成上述步驟，再回過(guò)頭來(lái)重新新建項(xiàng)目，整個(gè)選項(xiàng)如下圖所示：

新建完成工程以后，會(huì)直接在資源管理器出現(xiàn)，以前的項(xiàng)目不會(huì)被關(guān)閉：

二、初始項(xiàng)目代碼分析

最初我們學(xué)習(xí)使用的開(kāi)發(fā)板是自己畫(huà)的 STM32F103VGT6，有著 96KB 的 RAM，已經(jīng)是很大的內(nèi)存了，而目前博主實(shí)際項(xiàng)目上很多產(chǎn)品使用的是 STM32L051C8 只有 8KB 的RAM，在使用 FreeRTOS 的時(shí)候我遇到的一個(gè)大問(wèn)題就是 RAM 空間不足的問(wèn)題。

L051 的 RAM 實(shí)在是太小了，所以對(duì)于這種小內(nèi)存的芯片肯定在配置上，初始化上與大內(nèi)存的會(huì)有些差異，所以我們有必要來(lái)看一看剛剛生成的項(xiàng)目程序，應(yīng)該能夠看到些細(xì)節(jié)。

代碼從哪里開(kāi)始分析，當(dāng)然是從初始化開(kāi)始，我們?cè)凇禦T-Thread記錄（二、RT-Thread內(nèi)核啟動(dòng)流程 — 啟動(dòng)文件和源碼分析）》已經(jīng)知道了啟動(dòng)流程，我們就從頭開(kāi)始看看。

對(duì)于 STM32 來(lái)說(shuō)，整個(gè)系列的啟動(dòng)文件基本都是一樣的，唯一不同的地方在于，有些芯片外設(shè)多，所以中斷向量表會(huì)多一些。

在啟動(dòng)文件中，有一條語(yǔ)句bl SystemInit，這個(gè)SystemInit 里面對(duì)于不同型號(hào)的STM32也會(huì)不一樣，但是這里我們也不用太在意，這都是ST官方提供的標(biāo)準(zhǔn)初始化。

其他的地方能修改的或許也只有堆棧的大小了，但是在 RT-Thread 上，我們?cè)趩?dòng)文件中并沒(méi)有在啟動(dòng)文件中定義 堆 (heap) 的大小，所以只剩下棧(.stack)的大小了，根據(jù)我以前使用 STM32L051 的經(jīng)驗(yàn)，在這種傳感器單品項(xiàng)目上棧使用 0x400 是沒(méi)問(wèn)題的，系統(tǒng)也正好是默認(rèn)是 0x400：

啟動(dòng)文件我們了解一下即可，基本沒(méi)有區(qū)別。

我們進(jìn)入到rtthread_startup函數(shù)，我們?cè)谝郧胺治鲞^(guò)，他的流程如下：

對(duì)于這些基本流程，他們都是一樣的，但是我們要看的東西，在這些步驟里面。

感覺(jué)上面寫(xiě)了一堆沒(méi)用的，但是我還是放出來(lái)了，因?yàn)槲易约捍_實(shí)就是這樣去分析，查找的，希望能給大家做個(gè)參考。
但是如果熟悉了初始化的步驟，其實(shí)可以直接在 rtconfig.h 中直接看宏定義，所有的配置一目了然，后面我們會(huì)說(shuō)一下。

2.1 內(nèi)存堆

我在 rtthread_startup函數(shù)按照步驟往下看，進(jìn)入到rt_hw_board_init函數(shù)，發(fā)現(xiàn) L051 是默認(rèn)不使用堆，也就不會(huì)初始化堆空間，如下圖：

其實(shí)很好理解，因?yàn)?L051 的內(nèi)存是在是太小了。當(dāng)然我們自己也可以去修改配置，但是為了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，最好不要這么去做。

這里除了知道L051C8 沒(méi)有使用堆以后，還得注意，沒(méi)有使用堆，就不能用內(nèi)核對(duì)象的動(dòng)態(tài)創(chuàng)建函數(shù)，等于說(shuō)我們的線程包括其他的IPC機(jī)制 都得使用靜態(tài)初始化方式?。?！

2.2 main 線程初始化

還是在 rtthread_startup中往下看，進(jìn)入到rt_application_init函數(shù)，就是 main 線程的初始化函數(shù)。

創(chuàng)建 main 線程，因?yàn)闆](méi)有使用heap，所以只能使用靜態(tài)初始化的方式，這倒不是什么問(wèn)題，但是我們需要注意的是，線程棧的大小為2K ：

總共就8K 的RAM，一個(gè)main 線程就占用了 2K，算是很大了，這里得注意下這個(gè)大小，后續(xù)應(yīng)用中看看是否需要調(diào)整。

2.3 軟件定時(shí)器

rtthread_startup往下走，進(jìn)入到rt_system_timer_thread_init函數(shù)：

在軟件定時(shí)器下一個(gè)是rt_thread_idle_init();，初始化的空閑線程，這個(gè)地方是一樣的，其中了解空閑線程的大小為 256 個(gè)字節(jié)。

我以前在介紹軟件定時(shí)器的時(shí)候提到過(guò)，內(nèi)存不夠是不建議使用軟件定時(shí)器的，因?yàn)檐浖〞r(shí)器需要占用內(nèi)存。
正好這里默認(rèn)也是不能使用軟件定時(shí)器。

2.4 rtconfig.h

上面初始化完成以后系統(tǒng)就開(kāi)始調(diào)度了，可以正常的進(jìn)行我們的用戶程序設(shè)計(jì)，然后我們通過(guò)上面的分析，發(fā)現(xiàn)了在小內(nèi)存的 STM32L051 上有些東西未開(kāi)啟，這些定義都是在 rtconfig.h 文件中配置的，于是我們可以打開(kāi)這個(gè)配置程序去做個(gè)比較。

實(shí)際上對(duì)于操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)， 我們一開(kāi)始就可以直接查看配置文件，看看定義了那些可用，哪些不可用。

具體的比較就不一一分析了，這里我把在實(shí)際使用可能需要用到的做個(gè)列舉，也方面自己后面寫(xiě)應(yīng)用的時(shí)候查看：

• 勾子函數(shù)默認(rèn)都不能使用
• 軟件定時(shí)器默認(rèn)不能使用
• IPC機(jī)制中只能使用 信號(hào)量，互斥量和郵箱，事件集和消息隊(duì)列默認(rèn)不可以使用
• 沒(méi)有內(nèi)存堆，不能使用動(dòng)態(tài)創(chuàng)建函數(shù)
• 沒(méi)有內(nèi)存管理，無(wú)法使用內(nèi)存池
• 默認(rèn)沒(méi)有FinSH，無(wú)法使用shell命令

其他的以后遇到再說(shuō)，當(dāng)然更高級(jí)點(diǎn)的功能當(dāng)然也不能使用，比如設(shè)備模型組件軟件包那些，我們還沒(méi)學(xué) = =！

三、初始項(xiàng)目占RAM大小

因?yàn)槭褂眯酒瑑?nèi)存太小了，跑 RTOS 有一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題，就是內(nèi)存不夠，所以我們得時(shí)刻關(guān)注這一點(diǎn)我們來(lái)看一下，一看有點(diǎn)嚇一跳：

至于上圖結(jié)論怎么得出來(lái)的，可以看這篇很通俗很詳細(xì)很好的博文：STM32的內(nèi)存管理相關(guān)（內(nèi)存架構(gòu)，內(nèi)存管理，map文件分析）

感覺(jué)有點(diǎn)煩，啥都沒(méi)寫(xiě)，就已經(jīng) 5840 字節(jié)了，估計(jì)后面會(huì)很難受，不過(guò)想想開(kāi)始那個(gè) main 線程使用了 2048 字節(jié)，所以還有調(diào)整的余地，到時(shí)候我們來(lái)看看！

四、時(shí)刻保持查看測(cè)試結(jié)果

從0開(kāi)始做一個(gè)項(xiàng)目，要保持良好的習(xí)慣，時(shí)刻保持查看測(cè)試結(jié)果，可以把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化，出問(wèn)題很容易找出問(wèn)題的來(lái)源。

最后看一下程序下載到芯片是否正常：

下載到板子，一切正常。

結(jié)語(yǔ)

雖然本文只是新建了一個(gè) RT-Thread Nano工程，但是我們分析了初始化項(xiàng)目代碼，說(shuō)明了一些與學(xué)習(xí)時(shí)候大容量芯片不同且需要注意的地方，不僅讓我們更了解 RT-Thread Nano 的一些基本配置和初始化情況，同時(shí)也為我們后續(xù)的程序設(shè)計(jì)做好了充足的準(zhǔn)備，可以避免一些不必要的問(wèn)題發(fā)生。

下一篇的內(nèi)容就是通過(guò) STM32CubeMX 做外設(shè)的基本配置，然后添加一些簡(jiǎn)單的測(cè)試代碼。

好的開(kāi)始是成功的一半！ 這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)做完一半了！= =！

好了，本文就到這，謝謝大家！