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开发板与相关工具准备

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更新时间: 2018/12/16 GMT+08:00

要想学好 RTOS,首先需要准备一套嵌入式开发实验平台,即开发板(也有称为评估板,测试板,学习板等等)。如果开发者手头上有华为官方推荐的开发板,则可以直接使用移植好的编译工程。如果您手头上开发板没有对应的编译工程,则需要进行 OS 移植。

我们这里将手把手指导开发者进行 Huawei LiteOS 移植,可以移步到常见问题看看能不能解决。如果大家在移植过程中遇到问题可以前往论坛中发帖,我们的工程师 GG 们会尽力帮助大家解决。

硬件准备

开发板(支持 ARM Cortex-M 内核的各类开发板)

Huawei LiteOS 目前已经成功适配了数十款基于 ARM Cortex 内核的开发板,包括市面上常见的 STM32F0、STM32F1、STM32F3、STM32F4、STM32F7、STM32L1、STM32L4 全系列产品,NXP i.MAX RT10XX 系列等多种主流芯片。开发者需要先准备好开发板和配套数据手册,然后对照我们的教程进行移植。

我们这里选择的参考开发板是目前淘宝上卖的比较多的 正点原子 战舰V3,其主控 MCU 芯片为 STM32F103ZET6,内存 64KB,Flash 512KB,如下图所示。

此套 Huawei LiteOS 移植教程是兼容全系列 STM32 芯片的,不要求读者选择同款开发板。您只需要有一套类似开发板(内存不小于8K,Flash不小于20K)都可以进行 OS 移植。选择该板的原因是因为它并不在我们默认支持的合作伙伴开发板列表中。

下载器/仿真器

在进行 RTOS 移植之前,您需要先准备好以下工具。

  • STM32 串口程序下载

STM32 的程序下载有多种方法:USB、串口、JTAG、SWD 等,这几种方式都可以用来给 STM32 下载代码。这其中最经济,最简单的方式,就是通过串口给 STM32 下载代码。STM32 串口下载的标准方法是 2 个步骤:

  1. 把 Boot0 接 V3.3(保持 Boot1 接 GND)。
  2. 按一下复位按键。

通过串口下载代码后,还需要把 Boot0 接回 GND,然后再按一次复位,才会运行下载的代码。由于我们当前使用的正点原子开发板内置了 一键下载电路,可以无需跳线,配合上位机软件(flymcu)完成下载自动控制。

目前有些系列 STM32 已不支持串口下载,比如 STM32L152XX,这时就只能使用 ST-Link/J-Link 调试器进行下载程序。

由于目前电脑很少有配置串口的,通常都是利用 USB 转串口的方式连接到开发板。这就需要提前安装好相应的驱动。目前市场上常见的 USB 转串口驱动有:CH340,FT232 和 PL2303等。其驱动安装也都大同小异,我们这里演示一下 CH340 的安装过程。

如果之前没有安装 CH340 驱动,设备插入电脑,系统会提示找到新硬件。

不理会这个提示,取消自动安装软件。直接双击 CH340 驱动安装软件,即可以看到驱动安装界面。在驱动安装成功之后,拔掉 USB 线,然后重新插入电脑,此时电脑会自动给其安装驱动。

打开 设备管理器,可以看到端口下有如下信息,则说明串口驱动已经安装成功。需要注意的是:不同电脑显示可能会不一样,我这里是 COM4,你的可能是 COM5、COM6 或其它。

如果没有找到 USB 串口,请检查开发板电源是否忘记打开。如何还是找不到,则有可能是驱动安装有误,或者系统不兼容了。请换一台 PC 或操作系统再试一试。

安装好 USB 串口驱动后,我们就可以开始串口下载代码了。在国内用的比较多的串口下载软件叫做 flymcu,可以在www.mcuisp.com免费下载。

选择我们要下载的 Hex 文件,按照上图红色标注的配置,点击“开始编程”即可完成下载。下载成功后,会有 共写入 xxxx KB,进度 100%,耗时 xxxx 毫秒 的提示。

  • JTAG/SWD 程序下载与调试

串口只能下载代码,并不能实时跟踪调试,而利用调试工具,比如 J-Link,U-Link,ST-Link 等就可以实时跟踪程序,并从中找到程序中的 bug。这里我们以市面上用得最广泛的 ST-Link 为例讲解如何使用 JTAG/SWD 程序下载与调试。

目前在国内市面上常见的 ST-Link v2 有以下两种:

左图是 ST 官方提供的 ST-Link v2 调试器,不仅支持 STM32,还支持 STM8。同时兼容 JTAG 和 SWD 两种调试接口。右图的 ST-Link Mini 版目前用得更加广泛。因为成本较低,开发板销售商通常都会配套提供。请注意:它只支持 SWD 接口调试方式,使用起来和官方版没有什么差别。

如果您的开发板上有 20pin JTAG 插口(比如我们当前使用的 战舰V3),直接 PIN-to-PIN 连接即可。如果您的开发板上只提供了 SWD 插口,则需要开发者按照开发板上的丝印编号进行连接,如下图所示。

一般情况只需要连接 GND,SWDIO,SWCLK 三根即可,3V3 一般可以不接。如果您手头上的开发板是 JTAG 插口,你也可以对照下图方式进行连接。连接好 SWDIO、SWCLK 和 GND 即可。

ST-Link 调试器接入到 PC 机同样需要提前安装驱动,可以访问 ST 官方网站 https://www.st.com/en/development-tools/st-link-v2.html 免费下载。该驱动安装较为简单,这里就不再赘述。驱动装好后,需重新插入 ST-Link 到 PC 电脑,可以在 设备管理器 中发现系统已经识别出该设备。

至此,ST-Link 工具就准备好了。接下来我们只需要按照如下步骤,就可以使用 ST-Link 进行下载和调试程序。

  1. 给开发板供电,插上 ST-Link 下载器;
  2. 点击 MDK 工具栏上的 Load 按钮就可以将编译好的程序下载到开发板的 Flash 中
  3. 下载成功后,程序就会自动运行。

由于我们当前还没有准备好配套的编译工程,这里就不再继续讲解了。等我们完成系统移植后,再继续演示如何使用 ST-Link 下载和调试程序。

除了 ST-Link 之外,早年间也有很多开发者使用 J-Link 调试器,其也支持 JTAG/SWD 下载。

驱动地址 https://www.segger.com/downloads/jlink/JLink_Windows.exe

软件准备

STM32 交叉编译工具介绍

1. Keil(也叫 MDK-ARM)

MDK-ARM 来自德国的 KEIL 公司,是 RealView MDK 的简称。在全球有超过 10 万的嵌入式开发工程师使用。目前最新版本为:MDK5.25,该版本使用 uVision5 IDE 集成开发环境,是目前针对 ARM 处理器,尤其是 Cortex M 内核处理器的最佳开发工具。

MDK5 安装包可以在:http://www2.keil.com/mdk5 下载。

2. IAR for ARM(也叫 IAR EWARM)

IAR for ARM(IAR Embedded Workbench for ARM)是一款微处理器开发的一个集成开发环境软件,该集成开发环境中包含了 IAR 的 C/C++ 编译器、 汇编工具、链接器、库管理器、文本编辑器、工程管理器和 C-SPY 调试器,支持 ARM,AVR,MSP430 等芯片内核平台。

IAR EWARM 安装包可以在:https://www.iar.com/iar-embedded-workbench 下载。

3. GCC (Makefile 或 SW4STM32)

SW4STM32(System Workbench for Stm32)是 ST 官方推出的开发工具,支持全系列 STM32,可以运行在 Windows,Linux 和 MacOS 多种系统上。最令人欣喜的是它还是完全免费的。

SW4STM32 安装包可以在:http://www.ac6-tools.com/downloads/SW4STM32 下载。

SW4STM32 实质上就是基于 Eclipse 框架开发的 IDE 工具,内置的交叉编译器其实是 GCC for ARM。使用前需要安装好 Java 运行环境, 请到 这里下载最新版本 JRE。

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