国产MCU移植移植RT-Thread到国产芯片FM33LC026

Posted 2021-09-25 RT-Thread物联网操作系统

本文由RT-Thread论坛用户@jiao96 原创发布：https://club.rt-thread.org/ask/article/3020.html

摘要

因为项目需要，使用了复旦微FM33LC026单片机，移植了RT_Thread系统。正好赶上rt官方的【国产MCU移植】活动，顺路参与一下。

芯片参数：

硬件	描述
CPU	Cortex-M0
主频	64MHz
SRAM	24KB
Flash	128KB

移植主要步骤：
1.工程搭建
2.添加复旦微官方库
3.板级初始化
4.对接串口驱动

开发工具：
Keil5、Env工具、Scons

工程搭建

芯片为ARM Cortex M0内核，可以用M0内核的其它BSP修改一个出来。
因为平时使用STM32比较多，同时rt官方适配的较好，所以使用了stm32f072-st-nucleo进行修改。

将stm32f072-st-nucleo复制到bsp目录下，改名为fm33lc026。

Stm32的libraries一起挪到新工程目录下。

只搞了keil5的工程，其它没用的删掉。

修改keil5工程。
项目工程是工具通过template模板生成的，所以，修改型号只需要修改template.uvprojx就可以了。

打开template.uvprojx

修改芯片型号为FM33LC02X，其余大部分会根据选择的芯片自动修改。

再进入linker，分散加载文件修改一下。

template模板修改完成，接下来需要用模板生成工程，由于工程是STM32拷贝出来的，一些相对路径等会有变化，脚本会有问题，先进行一下修改。

修改fm33lc026文件夹下SConstruct文件，文本文档打开，这里路径改为如图的路径。

修改fm33lc026文件夹下Kconfig文件，修改如下。

修改好了，通过env工具，menuconfig，啊哈，报错了。

根据报错信息，还需要修改board/Kconfig下libraries的路径。

修改完成，menuconfig打开，现在还是原来工程的配置，接下来还需要继续修改，退出，生成一下keil5工程，打开工程，各配置正常，文件路径都可以找到，工程搭建完毕。

添加复旦微官方库

接下来，添加复旦微FM33LC0XX的官方库函数到路径下。
需要替换掉原本STM32的官方HAL库。
STM32的库函数和驱动文件都在\\libraries文件夹下，也就是刚才我们复制到工程内的文件夹。
我们只需要进入\\libraries文件夹下，把官方库函数文件夹添加进来，通过修改脚本，让它自己添加就OK了。

打开\\libraries文件夹，先看一下文件结构。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-2OHYyQCx-1631071758745)(https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210906/8519e6c65f602919e1db3085ea23bb9e.png)]

把STM32的HAL库全部删掉，找到官方的FM33LC0xx_FL_Driver库，复制一份进来。同时FM33LC0XX内核相关文件也复制进来。新的目录结构如下，驱动文件留着，低层驱动需要套接到内核驱动层，在原本STM32的修改就可以了。

修改Kconfig

进入接下来的文件夹，继续修改Kconfig。

FM内的文件是board里Kconfig配置的，而且只用到了.s启动文件，下一节进行配置。

先进入FM33LC0xx_FL_Driver文件夹。
FM33LC0xx_FL_Driver对应STM32_HAL库，复制一份STM32_HAL的SConscript到FM33LC0xx_FL_Driver目录下，进行修改。
复制bsp\\stm32\\libraries\\STM32F0xx_HAL内的SConscript到FM33LC0xx_FL_Driver目录下。打开。

改为如下：

进入HAL_Drivers文件夹下。

因为我只适配了串口驱动，删掉没用的文件。删完如下图。

Config文件夹下

修改SConscript，都是根据宏定义添加drv_XXX.c到工程。
Emmmm，算了，不修改了，以后添加驱动还要加回来，顶多生成的工程找不到相应的drv_.c,基本没啥影响。
使用env生成一下工程，报错了，根据报错信息，找到报错的位置。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-xVZaPI6j-1631071758753)(https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210906/59fe7bafb1f4651fc924ba68a32cf7fd.png.webp)]

打开报错的文件，官方库路径在这一步修改过，需要重新修改。

重新生成工程，成功，打开工程，库文件也添加成功。

板级初始化

相关库函数已经添加成功，接下来，要让单片机运行起来，并且进入系统。
启动流程可以看RT_Thread官方文档。这里借用一张图。

要修改的有，.s启动文件，rt_hw_board_init（）函数内相关的内容。

添加完官方库文件后，打开keil5工程，会发现.s启动文件还是STM32F072的，这里，我们要修改一下。

打开board文件夹，打开SConscript，修改启动文件路径，修改如下。

还有一个Kconfig文件，和启动无关，顺路也修改一下。里面主要是menuconfig里单片机设备等的配置菜单，修改成我们需要的。

进入工程board文件夹，删掉STM32的CubeMX文件夹。
删掉linker_scripts分散加载文件（分散加载相关在最前面已经配置了，如果需要分散加载文件，推荐不删，把文件内容改成FM33LC0XX的即可）。
OK…
进入env，打开menuconfig，发现串口图形化配置已经OK了。

退出menuconfig，生成工程，打开工程，发现所有文件都添加完毕，接下来要修改代码了。

进行rt_hw_board_init（）内相关的函数的修改。
直接上改好的吧，具体相关的自行查看源码，代码现已经合并到RT_Thread主分支。

打开drv_common.c，修改相关。

打开board.c

板级初始化这部分就完成了。工程这部分编译还是会报错，因为串口驱动相关的代码还是STM32的。关于驱动部分的对接，在接下来的部分。

对接串口驱动

关于设备，可以参考官方设备文档
继续引用一张图。

对应到工程：

简单来讲，就是写一个套接层，把官方的库函数套接到RT_Thread的设备管理层内。只需要修改设备驱动框架层，对应到工程就是keil5里Drivers里相关的代码。
打开Drivers分组，找到我们要修改的串口部分程序，分别为drv_usart.c，drv_usart.h，uart_config.h。同时，关于串口引脚的初始化，模仿STM32的bsp包，单独拿了出来，放到了board.c里。

首先是drv_usart.h文件，定义了串口配置结构体和串口设备结构体，删掉原来STM32的，修改成如下：
串口配置结构体，一些需要单独进行配置的部分单拉出来。

/* config class */
struct _uart_config
{
    const char *name;
    void *InitTypeDef;
    IRQn_Type irq_type;
    uint32_t clockSrc;
};

串口结构体，通用的，不需要修改的部分。

/* uart dirver class */
struct _uart
{
    FL_UART_InitTypeDef  handle;
    struct _uart_config *config;
    rt_uint16_t uart_dma_flag;
    struct rt_serial_device serial;
};

drv_usart.c文件里，定义了串口实例，串口的操作方法函数，串口的注册函数。修改如下：
串口实例，根据rtconfig.h里的宏定义进行配置。

enum
{
#ifdef BSP_USING_UART0
    UART0_INDEX,
#endif
#ifdef BSP_USING_UART1
    UART1_INDEX,
#endif
#ifdef BSP_USING_UART4
    UART4_INDEX,
#endif
#ifdef BSP_USING_UART5
    UART5_INDEX,
#endif
#ifdef BSP_USING_LPUART0
    LPUART0_INDEX,
#endif
#ifdef BSP_USING_LPUART1
    LPUART1_INDEX,
#endif
};

static struct _uart_config uart_config[] =
{
#ifdef BSP_USING_UART0
    UART0_CONFIG,
#endif
#ifdef BSP_USING_UART1
    UART1_CONFIG,
#endif
#ifdef BSP_USING_UART4
    UART4_CONFIG,
#endif
#ifdef BSP_USING_UART5
    UART5_CONFIG,
#endif
#ifdef BSP_USING_LPUART0
    LPUART0_CONFIG,
#endif
#ifdef BSP_USING_LPUART1
    LPUART1_CONFIG,
#endif
};

串口的操作方法函数，这里不详细列出，需要把这几个结构体里函数修改完成。

static const struct rt_uart_ops _uart_ops =
{
    .configure = uart_configure,
    .control = uart_control,
    .putc = uart_putc,
    .getc = uart_getc,
    .dma_transmit = 0
};

串口的注册函数，将串口设备注册到设备管理层。

int rt_hw_usart_init(void)
{
    rt_size_t obj_num = sizeof(uart_obj) / sizeof(struct _uart);
    struct serial_configure config = RT_SERIAL_CONFIG_DEFAULT;
    rt_err_t result = 0;

    for (int i = 0; i < obj_num; i++)
    {
        /* init UART object */
        uart_obj[i].config = &uart_config[i];
        uart_obj[i].serial.ops    = &_uart_ops;
        uart_obj[i].serial.config = config;

        /* register UART device */
        result = rt_hw_serial_register(&uart_obj[i].serial, uart_obj[i].config->name,
                                       RT_DEVICE_FLAG_RDWR
                                       | RT_DEVICE_FLAG_INT_RX
                                       | RT_DEVICE_FLAG_INT_TX
                                       | uart_obj[i].uart_dma_flag
                                       , NULL);
        RT_ASSERT(result == RT_EOK);
    }

    return result;
}

uart_config.h文件，在drv_config.h里包含，给串口配置结构体赋值，需要填入对应的串口中断向量地址等：

#if defined(BSP_USING_UART0)
#ifndef UART0_CONFIG
#define UART0_CONFIG                                                \\
    {                                                               \\
        .name = "uart0",                                            \\
        .InitTypeDef = UART0,                                       \\
        .irq_type = UART0_IRQn,                                    \\
        .clockSrc = FL_RCC_UART0_CLK_SOURCE_APB1CLK,				\\
    }
#endif /* UART0_CONFIG */
#endif /* BSP_USING_UART0 */

#if defined(BSP_USING_UART1)
#ifndef UART1_CONFIG
#define UART1_CONFIG                                                \\
    {                                                               \\
        .name = "uart1",                                            \\
        .InitTypeDef = UART1,                                       \\
        .irq_type = UART1_IRQn,                                    \\
        .clockSrc = FL_RCC_UART1_CLK_SOURCE_APB1CLK,               \\
    }
#endif /* UART1_CONFIG */
#endif /* BSP_USING_UART1 */

board.c里放入了串口引脚初始化，和其他一些关于硬件底层的配置。

FL_ErrorStatus FL_UART_GPIO_Init(UART_Type *UARTx)
{
    FL_ErrorStatus status = FL_FAIL;
    FL_GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStruct;
    if (UARTx ==  UART0)
    {
        GPIO_InitStruct.pin = FL_GPIO_PIN_13;
        GPIO_InitStruct.mode = FL_GPIO_MODE_DIGITAL;
        GPIO_InitStruct.outputType = FL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL;
        GPIO_InitStruct.pull = FL_DISABLE;
        GPIO_InitStruct.remapPin = FL_DISABLE;

        status = FL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

        GPIO_InitStruct.pin = FL_GPIO_PIN_14;
        GPIO_InitStruct.mode = FL_GPIO_MODE_DIGITAL;
        GPIO_InitStruct.outputType = FL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL;
        GPIO_InitStruct.pull = FL_DISABLE;
        GPIO_InitStruct.remapPin = FL_DISABLE;

        status = FL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    }
    else if (UARTx ==  UART1)
    {
        GPIO_InitStruct.pin = FL_GPIO_PIN_13;
        GPIO_InitStruct.mode = FL_GPIO_MODE_DIGITAL;
        GPIO_InitStruct.outputType = FL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL;
        GPIO_InitStruct.pull = FL_DISABLE;
        GPIO_InitStruct.remapPin = FL_DISABLE;

        status = FL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

        GPIO_InitStruct.pin = FL_GPIO_PIN_14;
        GPIO_InitStruct.mode = FL_GPIO_MODE_DIGITAL;
        GPIO_InitStruct.outputType = FL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL;
        GPIO_InitStruct.pull = FL_DISABLE;
        GPIO_InitStruct.remapPin = FL_DISABLE;

        status = FL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    }
    else if (UARTx ==  UART4)
    {
        GPIO_InitStruct.pin = FL_GPIO_PIN_0;
        GPIO_InitStruct.mode = FL_GPIO_MODE_DIGITAL;
        GPIO_InitStruct.outputType = FL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL;
        GPIO_InitStruct.pull = FL_DISABLE;
        GPIO_InitStruct.remapPin = FL_DISABLE;

        status = FL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

        GPIO_InitStruct.pin = FL_GPIO_PIN_1;
        GPIO_InitStruct.mode = FL_GPIO_MODE_DIGITAL;
        GPIO_InitStruct.outputType = FL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL;
        GPIO_InitStruct.pull = FL_DISABLE;
        GPIO_InitStruct.remapPin = FL_DISABLE;

        status = FL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
    }
    return status;
}

修改完毕，配置好串口到控制台，编译下载，正常使用。

点灯

最后在main函数里点灯

int main(void)
{
    FL_GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    FL_GPIO_SetOutputPin(GPIOD, FL_GPIO_PIN_4);
    GPIO_InitStruct.pin = FL_GPIO_PIN_4;
    GPIO_InitStruct.mode = FL_GPIO_MODE_OUTPUT;
    GPIO_InitStruct.outputType = FL_GPIO_OUTPUT_PUSHPULL;
    GPIO_InitStruct.pull = FL_DISABLE;
    FL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStruct);
    while (1)
    {
        FL_GPIO_SetOutputPin(GPIOD, FL_GPIO_PIN_4);
        rt_thread_mdelay(500);
        FL_GPIO_ResetOutputPin(GPIOD, FL_GPIO_PIN_4);
        rt_thread_mdelay(500);
    }

}

完毕。

总结

没有总结，第一次写技术文档，欢迎大家学习交流。

近来芯片缺货大幕拉开，掀起新一轮国产替代浪潮。RT-Thread发起一场国产MCU移植贡献活动，邀请开发者们参加！
活动详情：国潮崛起！RT-Thread国产MCU移植贡献活动开启！