【GD32F310开发板试用】RT-Thread Shell 移植及调试心得

一、背景介绍

RT-Thread 背景介绍

RT-Thread是一个来自中国的开源物联网操作系统，它提供了非常强的可伸缩能力：从一个可以运行在ARM Cortex-M0芯片上的极小内核，到中等的ARM Cortex-M3/4/7系统，甚至是多核，64位的ARM Cortex-A，MIPS32/64处理器的功能丰富系统。

GD32F310G8 背景介绍

GD32F310系列采用Arm Cortex-M4内核，主频达到72MHz，配备了16KB到64KB的嵌入式闪存及4KB到8KB的SRAM。片上集成了多达5个16位通用定时器、1个16位基本定时器和1个多通道DMA控制器，还集成了1个12位2.6M SPS采样率的高性能ADC。通用接口包括2个USART、2个SPI、2个I2C、1个I2S。

二、移植前准备

由于GD32F310评估版内部集成了调试模块用于模拟 DAP 调试器，不需要再外接 J-Link 等调试器。
通过官方网站可以下载到 GD32F3x0_Addon_V3.0.0.zip，安装其中的 GigaDevice.GD32F3x0_AddOn.3.0.0.ex_（需改为exe） 和 GigaDevice.GD32F3x0_AddOn.3.0.0.pack。打开例程，确认可以正常编译下载。
下载最新的 RealThread.RT-Thread.3.1.5.pack 并安装。

三、开始移植 RT-Thread

新建一个项目，以 GD32F310G8 作为 Device。
确保项目是用 Keli v5 创建的，如果是由 Keil v4 创建的需要在 Project -> Manage -> Migrate to Version 5 Format 进行迁移。
在工具栏中有一个 Manage Run-Time Environment 的按钮，点击后在其中选择 RT-Thread

检查右侧项目中是否出现 RTOS

编辑 board.c，修改 rt_hw_board_init 函数，新增 systick_config()。

void rt_hw_board_init(void)
{
#include "systick.h"
systick_config();
    /* 
     * TODO 1: OS Tick Configuration
     * Enable the hardware timer and call the rt_os_tick_callback function
     * periodically with the frequency RT_TICK_PER_SECOND. 
     */

    /* Call components board initial (use INIT_BOARD_EXPORT()) */
#ifdef RT_USING_COMPONENTS_INIT
    rt_components_board_init();
#endif

#if defined(RT_USING_USER_MAIN) && defined(RT_USING_HEAP)
    rt_system_heap_init(rt_heap_begin_get(), rt_heap_end_get());
#endif
}

修改 board.c 中的堆栈大小，避免链接时报错。

#define RT_HEAP_SIZE (1024)
static rt_uint8_t rt_heap[RT_HEAP_SIZE];

在 board.c 中新增 SysTick_Handler()

void SysTick_Handler()
{
    rt_os_tick_callback();
}

注释 gd32f3x0_it.c 中的 HardFault_Handler、PendSV_Handler 和 SysTick_Handler。

在 main() 函数中编写点灯程序

int main(void)
{
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);
    gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2);
    gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2);
    gpio_bit_reset(GPIOA, GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2);
    while(1) {
        gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_1, SET);
        gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_2, RESET);
        rt_thread_mdelay(1000);
        gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_2, SET);
        gpio_bit_write(GPIOA, GPIO_PIN_1, RESET);
        rt_thread_mdelay(1000);
    }
}

下载，观察是否正常点灯。

四、移植RT-Thread Shell

确保第三步中选择了 RT-Thread 中的 shell 模块。
修改 rtconfig.h，在最后一行新增
```
#include "finsh_config.h"
```

修改 finish_port.c 文件，增加 UART 接收部分

RT_WEAK char rt_hw_console_getchar(void)
{
    /* Note: the initial value of ch must < 0 */
    int ch = -1;
    if(RESET != usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_TC)  && RESET != usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_RBNE))
        ch = usart_data_receive(USART0);    
  return ch;
}

修改 board.c，新增 UART 发送部分

#ifdef RT_USING_CONSOLE

void usart0_gpio_config(void)
{
    /* enable COM GPIO clock */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);

    /* connect port to USARTx_Tx */
    gpio_af_set(GPIOA, GPIO_AF_1, GPIO_PIN_9);

    /* connect port to USARTx_Rx */
    gpio_af_set(GPIOA, GPIO_AF_1, GPIO_PIN_10);

    /* configure USART Tx as alternate function push-pull */
    gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_9);
    gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_10MHZ, GPIO_PIN_9);

    /* configure USART Rx as alternate function push-pull */
    gpio_mode_set(GPIOA, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_10);
    gpio_output_options_set(GPIOA, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_10MHZ, GPIO_PIN_10);
}

/*!
    \brief      configure the USART0
    \param[in]  none
    \param[out] none
    \retval     none
*/
void usart0_config(void)
{
    /* enable USART clock */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_USART0);

    /* USART configure */
    usart_deinit(USART0);
    usart_word_length_set(USART0, USART_WL_8BIT);
    usart_stop_bit_set(USART0, USART_STB_1BIT);
    usart_parity_config(USART0, USART_PM_NONE);
    usart_baudrate_set(USART0, 115200U);
    usart_receive_config(USART0, USART_RECEIVE_ENABLE);
    usart_transmit_config(USART0, USART_TRANSMIT_ENABLE);

    usart_enable(USART0);
}

/* retarget the C library printf function to the USART */
int fputc(int ch, FILE *f)
{
    usart_data_transmit(USART0, (uint8_t) ch);
    while(RESET == usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_TBE));
    return ch;
}

static int uart_init(void)
{
    usart0_gpio_config();
    usart0_config();
    return 0;
}
INIT_BOARD_EXPORT(uart_init);

void rt_hw_console_output(const char *str)
{
    printf("%s",str);
}

#endif

在 Keil 中修改编译选项，新增 RT_USING_CONSOLE
下载，连接 PA9(TX) 与 PA10(RX) 至串口(115200)，观察发送数据。