基于灵动MM32 MCU的shell调试教程（一）

对于做linux开发的研发人员来说，大家都喜欢通过输入指令符来执行一些命令操作，如果在MCU编程过程中有一个类似linux的shell命令工具可以通过串口调试助手输入命令然后运行一些调试函数，将会为编程提供极大的帮助。

对于MCU来说，每次修改程序调试就需要重新下载，有时候仅仅是调试修改几个参数，这样反复修改程序编译下载就显得很繁琐，浪费时间，而且在调试电机、电源等高压电源类应用时，如果出现操作错误，有可能会造成炸机毁坏电脑等危险，如果有一个类似linux的命令行操作，这样就可以省出很多时间，但是由于MCU存储资源和运算速度等限制，所以想实现一个同样功能的操作，就需要做一些处理优化。

目前有很多类似的shell代码，本次介绍如何在MM32 MCU上使用shell来辅助开发，由于篇幅过长，所以将分三个章节讲述实现方式，本章节将教大家基础的软件配置，后面章节将带领大家学习如何配置Jlink RTT和shell的程序配置。

硬件资源如下：
本次实验将在基于MM32L073的MiniBoard上进行测试验证，实现shell的通信端口可以使用任意通信方式，如UART、USB、SPI、IIC、485等方式，本次使用MM32L073PF的UART1作为shell输入输出通道，如图2。PA15作为状态指示 LED1的控制引脚，如图3。

图1 串口硬件原理图

图2 LED硬件原理图

软件资源如下：
结合上述使用到的硬件资源，下面我们着重介绍软件实现流程以及相关配置代码，主要涉及如何移植shell的输入输出以及如何执行命令。

以下为主函数初始化配置及相关全局变量定义内容，代码如下：


//>>>状态指示 LED1的初始化配置>>>
void LED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
     
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE); //开启GPIOA时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  =  GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
LED1_OFF();
}
 
void uart_nvic_init(u32 bound)
{
//>>>GPIO端口设置>>>
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
UART_InitTypeDef UART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
//>>>使能外设时钟>>>
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_UART1, ENABLE); //使能UART1
RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_GPIOA, ENABLE);  //开启GPIOA时钟
//>>>UART1 NVIC 配置>>>
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = UART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 3;  //子优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根据指定的参数初始化NVIC寄存器
//>>>UART的GPIO复用功能配置>>>
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource10, GPIO_AF_1);
//>>>UART 初始化设置>>>
UART_InitStructure.UART_BaudRate = bound;//串口波特率
UART_InitStructure.UART_WordLength = UART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
UART_InitStructure.UART_StopBits = UART_StopBits_1;//一个停止位
UART_InitStructure.UART_Parity = UART_Parity_No;//无奇偶校验位
UART_InitStructure.UART_HardwareFlowControl = UART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
UART_InitStructure.UART_Mode = UART_Mode_Rx | UART_Mode_Tx; //收发模式
UART_Init(UART1, &UART_InitStructure); //初始化串口1
 
UART_ITConfig(UART1, UART_IT_RXIEN, ENABLE);//开启串口接受中断
UART_Cmd(UART1, ENABLE);                    //使能串口1
 
//>>>UART1_TX   GPIOA.9>>> UART1_RX    GPIOA.10>>>
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //复用推挽输出
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9
 
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10
}
//>>>UART发送一个字节 >>>
void Uart_PutChar(char chByte)
{
while ((UART1->CSR & UART_IT_TXIEN) == 0);
UART1->TDR = (chByte & (uint16_t)0x00FF);
}
//>>>UART 发送字符串>>>
void Uart_PutBuff(uint8_t *pchBuff, uint32_t wLen)
{
while (wLen--) {
Uart_PutChar(*pchBuff);
pchBuff++;
}
}
//>>>main主函数 >>>
int main(void)
{
delay_init();
LED_Init();
uart_nvic_init(115200);  //串口初始化为115200
//uart_shell.read = shellRead;
uart_shell.write = Uart_PutChar;
shellInit(&uart_shell);//shell初始化
    
while (1)
{
}
}

移植的步骤先定义一个shell对象，即：SHELL_TypeDef uart_shell;
然后实例化对象的操作接口，对于本次我们采用中断接收，所以不用调用读取接口函数，所以接收接口如下修改：


//uart_shell.read = shellRead; 注释掉读取接口，采用中断处理代码如下：
void UART1_IRQHandler(void)                 //串口1中断服务程序
{
u8 Res;
if (UART_GetITStatus(UART1, UART_IT_RXIEN)  != RESET){
UART_ClearITPendingBit(UART1, UART_IT_RXIEN);
Res = UART_ReceiveData(UART1);//读取接收到的数据
shellHandler(&uart_shell, Res);//shell处理函数
}
}

然后实例化发送接口，代码如下：uart_shell.write = Uart_PutChar;
最后实例化对象，代码如下：shellInit(&uart_shell);
完成shell对象的全部实例化，那么我们如何加入我们需要的命令函数呢？很简单，有多种方式，本次我们介绍最简单的一个，即SHELL_EXPORT_CMD();其它参考源码，本次我们加入测试代码如下：

void led1_on(void)
{
LED1_ON();
}
SHELL_EXPORT_CMD(led1_on, led1_on, led1_on);//三个变量：命令，功能，描述
 
void led1_off(void)
{
LED1_OFF();
}
SHELL_EXPORT_CMD(led1_off, led1_off, led1_off);//同上
 
void led1_toggle(void)
{
LED1_TOGGLE();
}
SHELL_EXPORT_CMD(led1_toggle, led1_toggle, led1_toggle);
 
void reboot(void)
{
NVIC_SystemReset();
}
SHELL_EXPORT_CMD(reboot, reboot, reboot);

如上完成所有代码后下载烧写进入，然后打开PuTTY，设置为115200，界面如下：

图3 命令列表

选择输入对应的指令命令，MCU执行对应的指令操作；比如输入led1_on即可打开led1，输入led1_off关闭led1，输入led1_toggle反转led1亮灭，输入reboot则MCU重启，输入cls清除当前窗口。

图4 控制LED1亮

本次实验的的外设配置及操作如上所述，在下一章节将带领大家学习shell的程序和Jlink RTT的配置等。

更多信息请访问：www.mm32mcu.com，微信公众号请搜索“灵动MM32MCU”，QQ技术讨论群：294016370。

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