大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。
本文介绍如何基于 Keil MDK 移植 RT-Thread 的控制台/Finsh。这样有利于开发过程中的调试，进行输入输出控制。
开发平台：Keil MDK 5.24
硬件平台：XNUCLEO-F103RB
移植系统：RT-Thread Nano V3.1.3
在 Nano 上添加 UART 控制台
在 RT-Thread Nano 上添加 UART 控制台打印功能后，就可以在代码中使用 RT-Thread 提供的打印函数 rt_kprintf() 进行信息打印，从而获取自定义的打印信息，方便定位代码 bug 或者获取系统当前运行状态等。实现控制台打印（需要确认 rtconfig.h 中已使能 RT_USING_CONSOLE 宏定义），需要完成基本的硬件初始化，以及对接一个系统输出字符的函数，本小节将详细说明。
实现串口初始化
使用串口对接控制台的打印，首先需要初始化串口，如引脚、波特率等。 uart_init() 需要在 board.c 中的 rt_hw_board_init() 函数中调用。
-
/* 实现 1：初始化串口 */
-
static int uart_init(void);
示例代码：如下是基于 HAL 库的 STM32F103 串口驱动，完成添加控制台的示例代码，仅做参考。
基于HAL库代码：
-
static UART_HandleTypeDef UartHandle;
-
static int uart_init(void)
-
{
-
/* 初始化串口参数，如波特率、停止位等等 */
-
UartHandle.Instance = USART1;
-
UartHandle.Init.BaudRate =
115200;
-
UartHandle.Init.HwFlowCtl = UART_HWCONTROL_NONE;
-
UartHandle.Init.Mode = UART_MODE_TX_RX;
-
UartHandle.Init.OverSampling = UART_OVERSAMPLING_16;
-
UartHandle.Init.WordLength = UART_WORDLENGTH_8B;
-
UartHandle.Init.StopBits = UART_STOPBITS_1;
-
UartHandle.Init.Parity = UART_PARITY_NONE;
-
-
/* 初始化串口引脚等 */
-
if (HAL_UART_Init(&UartHandle) != HAL_OK)
-
{
-
while(
1);
-
}
-
-
return
0;
-
}
-
INIT_BOARD_EXPORT(uart_init);
在rt_hw_board_init()添加uart_init()串口初始化函数。
-
/* board.c */
-
void rt_hw_board_init(void)
-
{
-
....
-
uart_init();
// 在 rt_hw_board_init 函数中调用 串口初始化 函数
-
....
-
}
基于标准库代码：
- int uart_init(void)
- {
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
- USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
- USART_ClockInitTypeDef USART_ClockInitStructure;
- NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
-
- //-----------------------------------------------------
- RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);
- RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_USART2, ENABLE);
-
- USART_DeInit(USART2);
-
-
- //-----------------------------------------------------
- //Config USART2
- //TX(PA2)
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
- GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
- //Rx(PA3)
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
- GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
-
- //-----------------------------------------------------
- //
- NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART2_IRQn;
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
- NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
- NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
-
- //-----------------------------------------------------
- //
- //USART_StructInit(&USART_InitStructure);
- USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
- USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
- USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
- USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
- USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
- USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
- USART_Init(USART2, &USART_InitStructure);
-
- USART_ClockStructInit(&USART_ClockInitStructure);
- USART_ClockInitStructure.USART_Clock = USART_Clock_Disable;
- USART_ClockInitStructure.USART_CPOL = USART_CPOL_Low;
- USART_ClockInitStructure.USART_CPHA = USART_CPHA_2Edge;
- USART_ClockInitStructure.USART_LastBit = USART_LastBit_Disable;
- USART_ClockInit(USART2, &USART_ClockInitStructure);
-
-
- USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TC);
- //USART_ITConfig(USART2, USART_IT_TXE, ENABLE);
- //USART_ITConfig(USART2, USART_IT_TC, ENABLE);
- //USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE);
- USART_Cmd(USART2, ENABLE);
-
- return 0;
- }
- INIT_BOARD_EXPORT(uart_init);
实现 rt_hw_console_output
实现 finsh 组件输出一个字符，即在该函数中实现 uart 输出字符：
- /* 实现 2：输出一个字符，系统函数，函数名不可更改 */
- void rt_hw_console_output(const char *str);
注意事项
注意：RT-Thread 系统中已有的打印均以 \n 结尾，而并非 \r\n，所以在字符输出时，需要在输出 \n 之前输出 \r，完成回车与换行，否则系统打印出来的信息将只有换行。
示例代码：如下是基于STM32F103 HAL 串口驱动对接的 rt_hw_console_output() 函数，实现控制台字符输出，示例仅做参考。
基于HAL库代码：
- void rt_hw_console_output(const char *str)
- {
- rt_size_t i = 0, size = 0;
- char a = '\r';
-
- __HAL_UNLOCK(&UartHandle);
-
- size = rt_strlen(str);
- for (i = 0; i < size; i++)
- {
- if (*(str + i) == '\n')
- {
- HAL_UART_Transmit(&UartHandle, ( uint8_t *)&a, 1, 1);
- }
- HAL_UART_Transmit(&UartHandle, ( uint8_t *)(str + i), 1, 1);
- }
- }
基于标准库的代码：
- /* 移植控制台，实现控制台输出, 对接 rt_hw_console_output */
- void rt_hw_console_output(const char *str)
- {
- /* 进入临界区 */
- rt_enter_critical();
-
- while(*str!= '\0')
- {
- if(*str== '\n')
- {
- USART_SendData(USART_DEBUG, '\r');
- while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE)==RESET);
- }
- USART_SendData(USART_DEBUG,*str++);
- while(USART_GetFlagStatus(USART2, USART_FLAG_TXE)==RESET);
- }
-
- /* 退出临界区 */
- rt_exit_critical();
- }
结果验证
在应用代码中编写含有 rt_kprintf() 打印的代码，编译下载，打开串口助手进行验证。如下图是一个在 main() 函数中每隔 1 秒进行循环打印 Hello RT-Thread 的示例效果：
- int main(void)
- {
- GpioInit();
-
- while( 1)
- {
- rt_thread_mdelay( 1000);
- rt_kprintf( "Hello RT-Thread\n");
- }
-
- return 0;
- }
在 Nano 上添加 FinSH 组件
RT-Thread FinSH 是 RT-Thread 的命令行组件（shell），提供一套供用户在命令行调用的操作接口，主要用于调试或查看系统信息。它可以使用串口 / 以太网 / USB 等与 PC 机进行通信，使用 FinSH 组件基本命令的效果图如下所示：
本文以串口 UART 作为 FinSH 的输入输出端口与 PC 进行通信，描述如何在 Nano 上实现 FinSH shell 功能。
在 RT-Thread Nano 上添加 FinSH 组件，实现 FinSH 功能的步骤主要如下：
- 添加 FinSH 源码到工程。
- 实现函数对接。
实现 rt_hw_console_getchar
要实现 FinSH 组件功能：既可以打印也能输入命令进行调试，控制台已经实现了打印功能，现在还需要在 board.c 中对接控制台输入函数，实现字符输入：
- /* 实现 3：finsh 获取一个字符，系统函数，函数名不可更改 */
- char rt_hw_console_getchar( void)；
- rt_hw_console_getchar()：控制台获取一个字符，即在该函数中实现 uart 获取字符，可以使用查询方式获取（注意不要死等，在未获取到字符时，需要让出 CPU），也可以使用中断方式获取。
示例代码：如下是基于 STM32F103 HAL 串口驱动对接的 rt_hw_console_getchar()，完成对接 FinSH 组件，其中获取字符采用查询方式，示例仅做参考。
- char rt_hw_console_getchar(void)
- {
- int ch = -1;
-
- if (__HAL_UART_GET_FLAG(&UartHandle, UART_FLAG_RXNE) != RESET)
- {
- ch = UartHandle.Instance->DR & 0xff;
- }
- else
- {
- if(__HAL_UART_GET_FLAG(&UartHandle, UART_FLAG_ORE) != RESET)
- {
- __HAL_UART_CLEAR_OREFLAG(&UartHandle);
- }
- rt_thread_mdelay( 10);
- }
- return ch;
- }
基于标准库的代码：
- /* 移植 FinSH，实现命令行交互, 需要添加 FinSH 源码，然后再对接 rt_hw_console_getchar */
- /* 查询方式 */
- char rt_hw_console_getchar(void)
- {
- int ch = -1;
-
- if(USART_GetFlagStatus(USART_DEBUG, USART_FLAG_RXNE) != RESET)
- {
- //USART_ClearITPendingBit(USART_DEBUG, USART_FLAG_RXNE);
- ch = USART_ReceiveData(USART_DEBUG) & 0xFF;
- }
- else
- {
- if(USART_GetFlagStatus(USART_DEBUG, USART_FLAG_ORE) != RESET)
- {
- USART_ClearITPendingBit(USART_DEBUG, USART_FLAG_ORE);
- }
- rt_thread_mdelay( 10);
- }
-
- return ch;
- }
-
结果验证
编译下载代码，打开串口助手，可以在串口助手中打印输入 help 命令，回车查看系统支持的命令：
问题：
在第二篇基础上移植控制台与Finsh后，发现创建的动态线程实现LED4的闪烁不能实现，调试发现线程不能被创建，最后发现可能的原因有：
1、堆栈空间是否太小
- #if defined(RT_USING_USER_MAIN) && defined(RT_USING_HEAP)
- #define RT_HEAP_SIZE 1536
- static uint32_t rt_heap[RT_HEAP_SIZE]; // heap default size: 6K(1536 * 4)
- RT_WEAK void *rt_heap_begin_get(void)
- {
- return rt_heap;
- }
-
- RT_WEAK void *rt_heap_end_get(void)
- {
- return rt_heap + RT_HEAP_SIZE;
- }
- #endif
2、rtconfig.h是否打开动态内存管理
- /* Using Dynamic Heap Management*/
-
- #define RT_USING_HEAP
3、剩余内存是否被 rt_system_heap_init() 正确初始化?
最后发现是是堆的内存空间太小
#define RT_HEAP_SIZE 1536修改为2048，即为：
#define RT_HEAP_SIZE 2048
参考文章：
发布者：全栈程序员-用户IM，转载请注明出处：https://javaforall.cn/143833.html原文链接：https://javaforall.cn
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