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# STM32 系列 BSP 添加教程
# STM32 系列 BSP 制作教程
为了让广大开发者更好、更方便地使用 BSP 进行开发,RT-Thread 开发团队重新整理了现有的 STM32 系列的 BSP,推出了新的 BSP 框架。新的 BSP 框架在易用性、移植便利性、驱动完整性、代码规范性等方面都有较大提升,在新的 BSP 框架下进行开发,可以大大提高应用的开发效率。
和 RT-Thread 以往提供的 BSP 不同,在新的 BSP 文件夹中将不会包含固件库、外设驱动等可以被多个 BSP 引用的代码文件。而是将这些通用的文件统一存放在 Library 文件夹中,通过在特定 BSP 中引用这些文件的方式,来包含 BSP 中所需的库文件或者驱动文件。这种方式不仅大大提高了代码复用率,降低了 BSP 的维护成本,而且可以更方便地给开发者提供更丰富的驱动文件,让开发者可以更容易地找到自己需要的资源。
新的 BSP 框架还引入了 CubeMX 工具,使用该工具来对 BSP 中使用的外设引脚进行配置。CubeMX 工具 提供了图形化的配置界面,这种图形化的配置方式对开发者来说更加直观,不仅可以让开发者灵活地配置 BSP 中使用的资源,并且可以让开发者对资源的使用情况一目了然。
新的 BSP 框架还引入了 CubeMX 工具,可以使用该工具来对 BSP 中使用的外设引脚进行配置。CubeMX 工具提供了图形化的配置界面,这种图形化的配置方式对开发者来说更加直观,不仅可以让开发者灵活地配置 BSP 中使用的资源,并且可以让开发者对资源的使用情况一目了然。
新 BSP 框架的主要特性如下:
......@@ -12,65 +12,94 @@
- 每个 BSP 都配有齐全的驱动文件,开发者可以方便地使用所有驱动;
- 开发者可以使用 CubeMX 工具对 BSP 进行图形化配置;
## BSP 框架介绍
## 1. BSP 框架介绍
BSP 框架结构如下图所示:
![BSP 框架图](./figures/frame.png)
STM32 BSP 由三部分组成,分别是 (1) 通用库、(2) BSP 模板和 (3) 特定芯片 BSP,下面的表格以 F1 系列 BSP 为例介绍这三个部分:
每一个 STM32 系列的 BSP 由三部分组成,分别是通用库、BSP 模板和特定开发板 BSP,下面的表格以 F1 系列 BSP 为例介绍这三个部分:
|项目|文件夹|说明|
| - | - | :-- |
| 通用库 | stm32/libraries | 用于存放 HAL 库以及基于 HAL 库的通用驱动文件 |
| F1 系列 BSP 工程模板 | stm32/libraries/templates/stm32f10x | F1系列 BSP 模板,通过修改该模板制作更多 F1系列 BSP |
| 通用库 | stm32/libraries | 用于存放 HAL 库以及基于 HAL 库的多系列通用外设驱动文件 |
| F1 系列 BSP 工程模板 | stm32/libraries/templates/stm32f10x | F1系列 BSP 模板,可以通过修改该模板制作更多 F1系列 BSP |
| 特定开发板 BSP | stm32/stm32f103-atk-nano | 在 BSP 模板的基础上修改而成 |
## 新 BSP 添加方法
## 2. 知识准备
本节以添加一个新的名为 `stm32f103-atk-nano` 的 BSP 为例,讲解如何添加一个新的 STM32 系列 BSP。
制作一个 BSP 的过程就是构建一个新系统的过程,因此想要制作出好用的 BSP,要对 RT-Thread 系统的构建过程有一定了解,需要的知识准备如下所示:
新的 BSP 可以通过修改相应系列的 BSP 模板而快速得到,开发者需要修改的文件主要是在 board 文件夹下,下表总结了需要修改的文件内容:
- 掌握 stm32 系列 BSP 的使用方法
| 项目 | 需要修改的内容说明 |
|-------------|-------------------------------------------------------|
| CubeMX_Config (文件夹)| CubeMX 工程 |
|board.c/h | 系统时钟、GPIO 初始化函数、芯片 SRAM 大小 |
| Kconfig | 芯片型号、系列、外设资源 |
| SConscript | 芯片启动文件、目标芯片型号 |
| linker_scripts (文件夹)| BSP 特定的链接脚本 |
| template.uvprojx ; template.uvproj ; template.ewp | MDK/IAR 工程模板:修改芯片型号、仿真器选项 |
BSP 的使用方法可以参考《BSP 进阶使用指南》, 外设驱动的添加方法可以参考《stm32 系列外设驱动添加指南》。
- 了解 scons 工程构建方法
RT-Thread 使用 scons 作为系统的构建工具,因此了解 scons 的常用命令对制作新 BSP 是基本要求。
- 了解设备驱动框架
在 RT-Thread 系统中,应用程序通过设备驱动框架来操作硬件,因此了解设备驱动框架,对添加 BSP 驱动是很重要的。
- 了解 kconfig 语法
RT-Thread 系统通过 menuconfig 的方式进行配置,而 menuconfig 中的选项是由 kconfig 文件决定的,因此想要对 RT-Thread 系统进行配置,需要对 kconfig 语法有一定了解。
- 熟悉 CubeMX 工具的使用
添加新 BSP 的过程分为如下五个步骤:
在新的 stm32 系列 BSP 中利用了 CubeMX 工具对底层硬件进行配置,因此需要了解 CubeMX 工具的使用方法。
## 3. BSP 制作方法
本节以制作正点原子 `stm32f103-atk-nano` 开发板的 BSP 为例,讲解如何为一个新的开发板添加 BSP。
BSP 的制作过程分为如下五个步骤:
1. 复制通用模板
2. 使用 CubeMX 配置工程
3. 修改 Kconfig 文件中 BSP 的特定选项
2. 使用 CubeMX 工具配置工程
3. 修改 BSP 中的 Kconfig 文件
4. 修改构建工程相关文件
5. 重新生成工程
在接下来的章节中将会详细介绍这五个步骤,帮助开发者快速创建所需要的 BSP。
### 复制通用模板
制作新 BSP 的第一步是复制一份同系列的 BSP 模板作为新 BSP 的基础,目前提供的通用 BSP 模板如下:
### 3.1 复制通用模板
制作新 BSP 的第一步是复制一份同系列的 BSP 模板作为基础,通过对 BSP 模板的修改来获得新 BSP。目前提供的 BSP 模板系列如下表所示:
| 工程模板 | 说明 |
| ------- | ---- |
| libraries/templates/stm32f10x | F1系列芯片模板 |
| libraries/templates/stm32f4xx | F4系列芯片模板 |
| libraries/templates/stm32f7xx | F7系列芯片模板 |
| libraries/templates/stm32l4xx | L4系列芯片模板 |
| libraries/templates/stm32f10x | F1 系列 BSP 模板 |
| libraries/templates/stm32f4xx | F4 系列 BSP 模板 |
| libraries/templates/stm32l4xx | L4 系列 BSP 模板 |
本次示例所用的 F1 系列 BSP 模板文件夹结构如下所示:
![F1 系列 BSP 模板文件夹内容](figures/bsp_template_dir.png)
拷贝 `stm32/libraries/templates/stm32f10x` 文件夹并改名为 `stm32/stm32f103-atk-nano`如下图所示:
本次制作的 BSP 为 F1 系列,因此拷贝模板文件夹下的 `stm32f10x` 文件夹,并将该文件夹的名称改为 `stm32f103-atk-nano`如下图所示:
![复制通用模板](./figures/copy.png)
### 使用 CubeMX 配置工程
在接下来的 BSP 的制作过程中,将会修改 board 文件夹内的配置文件,将 F1 系列的 BSP 模板变成一个适用于正点原子 `stm32f103-atk-nano` 开发板的 BSP ,下表总结了 board 文件夹中需要修改的内容:
这一步中需要在 **CubeMX_Config** 文件夹下创建一个基于目标芯片的 CubeMX 工程,本次创建示例 BSP 选择的芯片型号为 STM32F103RBTx 。
| 项目 | 需要修改的内容说明 |
|-------------|-------------------------------------------------------|
| CubeMX_Config (文件夹)| CubeMX 工程 |
| linker_scripts (文件夹)| BSP 特定的链接脚本 |
|board.c/h | 系统时钟、GPIO 初始化函数、芯片存储器大小 |
| Kconfig | 芯片型号、系列、外设资源 |
| SConscript | 芯片启动文件、目标芯片型号 |
#### 重新生成 CubeMX 工程
### 3.2 使用 CubeMX 配置工程
在制作 BSP 的第二步,需要创建一个基于目标芯片的 CubeMX 工程。默认的 CubeMX 工程在 **CubeMX_Config** 文件夹中,双击打开 `CubeMX_Config.ioc` 工程,如下图所示:
![open_cubemx](figures/open_cubemx.png)
在 CubeMX 工程中将芯片型号为修改芯片型号为 STM32F103RBTx 。
#### 3.2.1 生成 CubeMX 工程
配置系统时钟、外设引脚等,步骤如下图所示:
......@@ -90,49 +119,56 @@ STM32 BSP 由三部分组成,分别是 (1) 通用库、(2) BSP 模板和 (3)
![CubeMX 图7](./figures/CubeMX_5.png)
#### 拷贝初始化函数
#### 3.2.2 拷贝初始化函数
**board.c** 文件中存放了函数 `SystemClock_Config()` ,该函数负责初始化系统时钟。当使用 CubeMX 工具对系统时钟重新配置的时候,需要更新这个函数。
**board.c** 文件中只包含 SystemClock_Config() 和 MX_GPIO_Init() 这两个函数。这两个函数由 CubeMX 工具生成,需要从目录 `board/CubeMX_Config/Src/main.c` 文件中拷贝到 board.c 文件中,如下图所示:
该函数由 CubeMX 工具生成,默认存放在`board/CubeMX_Config/Src/main.c` 文件中。但是该文件并没有被包含到我们的工程中,因此需要将这个函数从 main.c 中拷贝到 board.c 文件中。在整个 BSP 的制作过程中,这个函数是唯一要要拷贝的函数,该函数内容如下所示:
![board_1](./figures/board_1.png)
**board.h** 文件内 STM32_SRAM_SIZE 大小修改如下图所示:
**board.h** 文件中配置了 FLASH 和 RAM 的相关参数,这个文件中需要修改的是 `STM32_FLASH_SIZE``STM32_SRAM_SIZE` 这两个宏控制的参数。本次制作的 BSP 所用的 STM32F103RBTx 芯片的 flash 大小为 128k,ram 的大小为 20k,因此对该文件作出如下的修改:
![修改 board.h](./figures/board_h.png)
![board_2](./figures/board_2.png)
### 3.3 修改 Kconfig 选项
### 修改 Kconfig 选项
在本小节中修改 `board/Kconfig` 文件的内容有如下两点:
修改 `board/Kconfig` 文件内容,如下图所示:
- 芯片型号和系列
- BSP 上的外设支持选项
![Kconfig](./figures/Kconfig.png)
芯片型号和系列的修改如下表所示:
上图中使用的宏定义说明如下所示:
| 宏定义 | 意义 | 格式 |
| ------------------ | -------- | ------------------ |
| SOC_STM32F103RB | 芯片型号 | SOC_STM32xxx |
| SOC_SERIES_STM32F1 | 芯片系列 | SOC_SERIES_STM32xx |
| 宏定义 | 意义 | 格式 |
|-|-|-|
| SOC_STM32F103RB | 芯片型号 | SOC_STM32xxx |
| SOC_SERIES_STM32F1 | 芯片系列| SOC_SERIES_STM32xx |
关于 BSP 上的外设支持选项,一个初次提交的 BSP 仅仅需要支持 GPIO 驱动和串口驱动即可,因此在配置选项中只需保留这两个驱动配置项,如下图所示:
用户可参考这个链接学习 Kconfig语法:(https://blog.csdn.net/jianwen_hi/article/details/53398141)
![修改 Kconfig](./figures/Kconfig.png)
### 修改工程构建相关文件
### 3.4 修改工程构建相关文件
接下来需要修改用于构建工程相关的文件。
#### 修改链接脚本
#### 3.4.1 修改链接脚本
**linker_scripts** 链接文件如下图所示:
![需要修改的链接脚本](./figures/linker_scripts.png)
修改这些文件需要用户掌握链接脚本语法,根据相应的芯片进行修改。
#### 修改 SConscript 构建脚本
**SConscript** 脚本决定 MDK/IAR 工程的生成过程中要添加那些文件。在这一步中需要修改芯片型号以及芯片启动文件的地址,修改内容如下图所示:
#### 3.4.2 修改构建脚本
**SConscript** 脚本决定 MDK/IAR 工程的生成以及编译过程中要添加文件。
在这一步中需要修改芯片型号以及芯片启动文件的地址,修改内容如下图所示:
![修改启动文件和芯片型号](./figures/SConscript.png)
注意:如果在文件夹中找不到相应系列的 .s 文件,可能是多个系列的芯片重用了相同的启动文件,此时可以在 CubeMX 中生成目标芯片的工程,查看使用了哪个启动文件,然后再修改启动文件名。
#### 修改工程模板
#### 3.4.3 修改工程模板
**template** 文件是生成 MDK/IAR 工程的模板文件,通过修改该文件可以设置工程中使用的芯片型号以及下载方式。MDK4/MDK5/IAR 的工程模板文件,如下图所示:
......@@ -146,14 +182,19 @@ STM32 BSP 由三部分组成,分别是 (1) 通用库、(2) BSP 模板和 (3)
![配置下载方式](./figures/template_3.png)
### 重新生成工程
### 3.5 重新生成工程
重新生成工程需要使用 env 工具。
#### 3.5.1 重新生成 rt_config.h 文件
重新生成工程需要使用 env 工具,在 env 界面输入命令 menuconfig 对工程进行配置,并生成新的 rt_config.h 文件。如下图所示:
在 env 界面输入命令 menuconfig 对工程进行配置,并生成新的 rt_config.h 文件。如下图所示:
![输入menuconfig进入配置界面](./figures/menuconfig_1.png)
![选择要打开的外设](./figures/menuconfig_2.png)
#### 3.5.2 重新 MDK/IAR 工程
下面以重新生成 MDK 工程为例,介绍如何重新生成 BSP 工程。
使用 env 工具输入命令 `scons --target=mdk5` 重新生成工程,如下图所示:
......@@ -164,4 +205,58 @@ STM32 BSP 由三部分组成,分别是 (1) 通用库、(2) BSP 模板和 (3)
![重新生成 BSP 工程](./figures/menuconfig_4.png)
到这一步为止,新的 BSP 就制作完毕,可以使用了。
\ No newline at end of file
到这一步为止,新的 BSP 就可以使用了。
接下来我们可以分别使用命令 `scons --target=mdk4``scons --target=iar`,来更新 mdk4 和 iar 的工程,使得该 BSP 变成一个完整的,可以提交到 GitHub 的 BSP。
感谢每一位贡献代码的开发者,RT-Thread 将与你一同成长。
## 4. 规范
本章节介绍 RT-Thread STM32 系列 BSP 制作与提交时应当遵守的规范 。开发人员在 BSP 制作完成后,可以根据本规范提出的检查点对制作的 BSP 进行检查,确保 BSP 在提交前有较高的质量 。
### 1. BSP 制作规范
STM32 BSP 的制作规范主要分为 3 个方面:工程配置,ENV 配置和 IDE 配置。在已有的 STM32 系列 BSP 的模板中,已经根据下列规范对模板进行配置。在制作新 BSP 的过程中,拷贝模板进行修改时,需要注意的是不要修改这些默认的配置。BSP 制作完成后,需要对新制作的 BSP 进行功能测试,功能正常后再进行代码提交。
下面将详细介绍 BSP 的制作规范。
#### 工程配置
- 遵从RT-Thread 编码规范,代码注释风格统一
- main 函数功能保持一致
- 如果有 LED 的话,main 函数里只放一个 LED 1HZ 闪烁的程序
- LED_PIN 定义在 board.h,初始化在 board.c 完成
-`rt_hw_board_init` 中需要完成堆的初始化:调用 `rt_system_heap_init`
- 默认只初始化 GPIO 驱动和 FinSH 对应的串口驱动,不使用 DMA
- 当使能板载外设驱动时,应做到不需要修改代码就能编译下载使用
- 提交前应检查 gcc/mdk/iar 三种编译器直接编译或者重新生成后编译是否成功
- 使用 dist 功能对 BSP 进行发布,检查使用 dist 命令生成的工程是否可以正常使用
#### ENV 配置
- 系统心跳统一设置为 1000(宏:RT_TICK_PER_SECOND)
- BSP 中需要打开调试选项中的断言(宏:RT_DEBUG)
- 系统空闲线程栈大小统一设置为 256(宏:IDLE_THREAD_STACK_SIZE)
- 开启组件自动初始化(宏:RT_USING_COMPONENTS_INIT)
- 需要开启 user main 选项(宏:RT_USING_USER_MAIN)
- 默认关闭 libc(宏:RT_USING_LIBC)
- FinSH 默认只使用 MSH 模式(宏:FINSH_USING_MSH_ONLY)
#### IDE 配置
- 使能下载代码后自动运行
- 使能 C99 支持
- 使能 One ELF Setion per Function(MDK)
- keil/iar 生成的临时文件分别放到build下的 keil/iar 文件夹下
- mdk/gcc/iar 生成 bin 文件名字统一成 rtthread.bin
### 2. BSP 提交规范
- 基础 BSP 和驱动应该分开提交
- 基础 BSP 包括串口驱动和 GPIO 驱动,能运行 FinSH 控制台
- 不同的驱动也要分开提交,方便 review 和合并
- 只提交 BSP 必要的文件,删除无关的中间文件
- 提交 stm32 不同系列的 Library 库时,请参考 f1/f4 系列的 HAL 库,删除多余库文件
- 提交前要对 BSP 进行编译测试,确保在不同编译器下编译正常
- 提交前要对 BSP 进行功能测试,确保 BSP 的在提交前符合工程配置章节中的要求
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# STM32 系列 BSP 制作规范
本文档为 RT-Thread STM32 系列 BSP 制作规范 ,规定了 STM32 BSP 制作需要遵守的准则和需要实现的基本功能。方便开发者快速完成 BSP 的制作。同时,开发人员在 BSP 制作完成后,也可以使用本规范进行检查。
## BSP 制作规范
STM32 BSP 的制作规范分为 3 个方面:工程配置,ENV 配置和 IDE 配置。下面将分别详细介绍这 3 个方面需要准守的准则。
### 工程配置
- Main 函数执行的功能要统一
- 如果有 LED 的话,main函数里只放一个 LED 1HZ 闪烁的程序
- LED_PIN 定义在board.h,初始化在 board.c 完成
-`rt_hw_board_init` 中需要完成堆的初始化:调用 `rt_system_heap_init`
- 默认只初始化 GPIO 驱动和 FinSH 对应的串口驱动,不使用 DMA
- 当使能板载外设驱动时,应做到不需要修改代码就能编译下载使用
- 代码注释风格要统一
### ENV 配置
- 系统心跳统一设置为 1000(宏:RT_TICK_PER_SECOND)
- BSP 中需要打开调试选项中的断言(宏:RT_DEBUG)
- 系统空闲线程栈大小统一设置为 256(宏:IDLE_THREAD_STACK_SIZE)
- 开启组件自动初始化(宏:RT_USING_COMPONENTS_INIT)
- 需要开启 user main 选项(宏:RT_USING_USER_MAIN)
- 默认关闭 libc(宏:RT_USING_LIBC)
- FinSH 默认只使用 MSH 模式(宏:FINSH_USING_MSH_ONLY)
### IDE 配置
- 使能下载代码后自动运行
- 使能 C99 支持
- 使能 One ELF Setion per Function(MDK)
- keil/iar 生成的临时文件分别放到build下的 keil/iar 文件夹下
- mdk/gcc/iar 生成 bin 文件名字统一成 rtthread.bin
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......@@ -16,7 +16,7 @@
## 如何使用更多的板载资源
开发板上一般有很多的板载资源,如 Flash、SD卡、以太网等,但是 BSP 工程默认没有添加对这些外设的支持。如何在工程里添加这些外设的支持呢?这就需要使用 ENV 工具了。下面以在正点原子阿波罗 F429 开发板上开启 SPI Flash 支持为例,一步步的展示如何使用 ENV 工具对 BSP 进行配置。
开发板上一般有很多板载资源,如 Flash、SD卡、以太网等,但是 BSP 工程默认没有开启这些外设驱动。RT-Thread 提供了 ENV 工具来开启或关闭 BSP 的外设驱动。下面以在正点原子阿波罗 F429 开发板上开启 SPI Flash 驱动为例,一步步的展示如何使用 ENV 工具对 BSP 进行配置。
### 1)打开配置工具
......@@ -78,38 +78,10 @@
![1543481275711](figures/on_chip_config.png)
## 如何添加更多的片上资源选项
配置完成后重新生成工程,编译下载,在 FinSH 控制台输入 `list_device` 命令,可以看到 I2C1 总线已经启用。
如果想使用的片上外设是 `片上外设配置菜单` 里没有的,就需要自己添加了。下面以添加 SPI3 的驱动支持为例讲解如何添加更多片上外设支持。
![i2c_device](figures/i2c_device.png)
> 没有安装 stm32cubemx 软件的移步 STM32cube中文网:<http://www.stm32cube.com/> ,在 `资源下载` 里下载 stm32cubemx 软件。
## 总结
添加 SPI3 的外设支持需要以下几步:
### 1)打开 Cube 的工程
![1543486779576](figures/cubemx.png)
### 2)配置好 SPI3 的引脚,并生成代码
按照图中所示步骤操作:
![1543487684698](figures/cube_spi3.png)
### 3)修改 Konfig 文件
打开board文件夹下的 Konfig 文件,拷贝 SPI2 的配置项,并重命名 SPI2 为 SPI3。
![1543542657074](figures/Kconfig2.png)
### 4)重新配置工程
经过上一步的修改,此时重新打开 ENV 工具,在 menuconfig 中就会出现添加的 SPI3 的配置项。
![1543543081284](figures/config5.png)
### 5)生成工程,编译下载
重新生成工程之后,编译下载到开发板,程序会自动开始运行。输入 `list_device` 命令可以看到 spi3 总线设备已经挂载成功了。
![1543543446786](figures/run_spi3.png)
当开发者需要使用未开启的外设时,只要在 ENV 工具中使能相关的外设即可,重新生成的工程中就会添加对应的驱动文件。开发者就可以利用 RT-Thread 提供的驱动开快速开发应用了。
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# STM32 系列外设驱动添加指南
## 1. 简介
本文档是为需要给现有的 STM32 BSP 添加更多外设驱动的开发者准备的。通过阅读本文,开发者可以按照自己的实际情况给现有 BSP 添加自己需要的驱动。
## 2. 前提要求
- 熟练使用 ENV 工具,参考:[RT-Thread env 工具用户手册](https://www.rt-thread.org/document/site/rtthread-development-guide/rtthread-tool-manual/env/env-user-manual/)
- 熟悉 Kconfig 语法
- 熟悉 STM32CubeMX 工具
- 对 RT-Thread 设备驱动框架有一定了解
## 3. 如何添加更多的外设驱动选项
本章节以添加片上外设驱动为例,讲解如何为 BSP 添加更多可用驱动。如果想使用的片上外设是 `片上外设配置菜单` 里没有的,就需要开发者自己添加了。下面我们将演示如何为 stm32f429-atk-apollo BSP 添加 SPI3 驱动。
> 没有安装 stm32cubemx 软件的可以访问 STM32cube中文网:<http://www.stm32cube.com/> ,在 `资源下载` 里下载 stm32cubemx 软件。
阿波罗 BSP 默认只支持 SPI1、SPI2 和 SPI5,是不支持 SPI3 的。开发者如果需要使用 SPI3,则需要自己添加。
![spi_config](figures/spi_config.png)
添加 SPI3 的外设支持需要以下几步:
### 1)打开 STM32CubeMX 工程
打开 BSP 的 STM32CubeMX 配置文件。
![1543486779576](figures/cubemx.png)
### 2)按原理图配置 SPI3 的引脚,并生成代码
按图示顺序配置 SPI3,并生成代码。
![1543487684698](figures/cube_spi3.png)
> 为 BSP 添加驱动时,STM32CubeMX 工具可以快速的完成**使能外设**和**配置管脚**的工作。而外设初始化,中断配置,DMA配置等等则由 RT-Thread 提供的驱动文件来完成。也就是说,虽然 STM32CubeMX 生成了多个文件用来初始化外设,但 RT-Thread 只使用了 STM32CubeMX 生成的 `stm32fxx_hal_msp.c` 文件和 `stm32fxx_hal_conf.h` 文件。
>
> 对于不同的外设驱动,通过 STM32CubeMX 工具配置的内容也不一样。开发者可以参考本文档的附录 [CubeMX配置说明]() 章节来了解不同外设的配置方法。
### 3)修改 Kconfig 文件
打开 board 文件夹下的 Konfig 文件,拷贝 SPI2 的配置项,并重命名 SPI2 为 SPI3。
![1543542657074](figures/Kconfig2.png)
### 4)重新配置工程
经过上一步的修改,此时重新打开 ENV 工具,在 menuconfig 中就会出现添加的 SPI3 的配置项。
![1543543081284](figures/config5.png)
### 5)生成工程,检查驱动文件
使用 ENV 重新生成工程并打开,检查原有驱动文件是否支持新添加的驱动(查看是否有新驱动的配置文件,中断函数,DMA配置和中断函数等等),如不支持,需参考现有驱动添加相关的代码。
![spi_code](figures/spi_code.png)
### 6)编译下载
检查完工程后,编译下载到开发板,程序会自动开始运行。输入 `list_device` 命令,可以看到 spi3 总线已经注册到内核,说明驱动已经添加成功。
![1543543446786](figures/run_spi3.png)
## 4. 注意事项
- 部分驱动如果没有适配 BSP 所属的 STM32 系列,请等待 RT-Thread 团队更新。
- 驱动文件对 STM32 系列的支持情况可以查看 [STM32系列驱动介绍文档](STM32系列驱动介绍文档.md)
- 对于驱动文件或文档说明,有任何建议或者意见,欢迎反馈到 [RT_Thread GitHub](https://github.com/RT-Thread/rt-thread) 网站或 [RT-Thread 官方论坛](https://www.rt-thread.org/qa/forum.php)
## 5. 附录
### 5.1 CubeMX配置说明
本小节介绍 stm32 系列的 BSP 是如何利用 CubeMX 工具对 BSP 进行配置的。
就像文档中提到的那样,stm32 系列的 BSP 只利用了 CubeMX 工具生成的 `stm32XXxx_hal_conf.h``stm32XXxx_hal_msp.c` 文件。在 HAL 库中, `stm32XXxx_hal_conf.h` 文件里提供的宏开关会决定 HAL 库将哪些外设驱动添加到工程中。 而`stm32XXxx_hal_msp.c` 文件中则存放了在 CubeMX 工具中开启的外设驱动的配置代码。
### 5.2 外设配置总结
当开发者想要在 BSP 中添加更多驱动时,需要使用 CubeMX 工具来配置这些外设。对于绝大多数驱动的配置,只需要在工具中使能相应的外设即可。但是对于一些复杂的外设,则需要更多的配置内容。下表展示了不同驱动在 CubeMX 工具配置步骤的总结:
| 序号 | 驱动 | CubeMx 工程中的配置情况(**加粗部分为必做步骤**) |
| :--: | :------- | :----------------------------------------------------------- |
| 1 | GPIO | 无需任何操作 |
| 2 | UART | **开启该外设** ,然后配置所需要的引脚(或者使用默认引脚) |
| 3 | SPI | **开启该外设** ,然后配置所需要的引脚(或者使用默认引脚) |
| 4 | I2C | 依赖于PIN 驱动,无需任何操作 |
| 5 | TIMER | **使能 internal Clock 时钟** |
| 7 | PWM | **首先使能 internal Clock 时钟,然后为 channelx 选项选择PWM Generation CHx,** 最后配置所需要的引脚(或者使用默认引脚) |
| 8 | ADC | **开启该外设,然后选择使用的通道** |
| 9 | RTC | **开启该外设,然后在时钟树状图里将 RTC 选择为 LSE 时钟** |
| 10 | Watchdog | **开启该外设** |
| 11 | EMAC | **配置 ETH 外设的工作模式(一般为 RMII 模式)** |
| 12 | SDRAM | **需要根据板载的 SDRAM 型号配置片选脚,地址线,数据线等** |
# 外设驱动介绍与应用
在 RT-Thread 实时操作系统中,各种各样的设备驱动是通过一套 I/O 设备管理框架来管理的。设备管理框架给上层应用提供了一套标准的设备操作 API,开发者通过调用这些标准设备操作 API,可以高效地完成和底层硬件外设的交互。设备管理框架的结构如下图所示:
![rt_device](figures/rt_device.png)
使用 I/O 设备管理框架开发应用程序,有如下优点:
- 使用同一套标准的 API 开发应用程序,使应用程序具有更好的移植性
- 底层驱动的升级和修改不会影响到上层代码
- 驱动和应用程序相互独立,方便多个开发者协同开发
## 1. 驱动分类介绍
本小节介绍 BSP 提供的不同类别驱动的概念,对一个 BSP 而言,有如下三类驱动:
- **板载外设驱动**:指 MCU 之外,开发板上外设,例如 TF 卡、以太网和 LCD 等
- **片上外设驱动**:指 MCU 芯片上的外设,例如硬件定时器、ADC 和看门狗等
- **扩展模块驱动**:指可以通过扩展接口或者杜邦线连接的开发板的模块,例如 ESP8266 模块
这三种外设的示意图如下所示:
![Peripheral](figures/Peripheral.png)
## 2. 外设驱动的使用方法
当前 RT-Thread 提供的驱动库已经支持 STM32 多个系列的 BSP。点击下表中的驱动名称,即可跳转到对应驱动框架的介绍文档。开发者可以通过阅读相关资料,了解如何在应用开发中通过设备驱动框架来使用这些外设驱动。
### 2.1 片上外设
| 序号 | 驱动 | 简介 |
| ---- | ------------------------------------------------------------ | ------------------------------------------------ |
| 1 | [GPIO](https://www.rt-thread.org/document/site/rtthread-application-note/driver/gpio/an0002-rtthread-driver-gpio/) | 操作 GPIO 管脚 |
| 2 | UART | 通过串口收发数据 |
| 3 | soft I2C | 通过软件 I2C 收发数据 |
| 4 | SPI | 通过 SPI 收发数据 |
| 5 | ADC | 测量管脚上的模拟量 |
| 6 | SDIO | 通过 SDIO 读写数据 |
| 7 | TIMER | 使用硬件定时器实现测量时间和定时执行回调函数功能 |
| 8 | PWM | 在特定的管脚输出 PWM 波形 |
| 9 | RTC | 设置和读取时间 |
| 10 | WDT | 看门狗驱动 |
| 11 | QSPI | 通过 SPI(1、2、4线) 收发数据 |
### 2.2 板载外设
| 序号 | 驱动 | 简介 |
| ---- | ------- | --------------------------------------- |
| 1 | SD | 适用于 SPI 接口或 SDIO 接口的 SD(TF) 卡 |
| 2 | ETH PHY | 以太网 |
| 3 | USB PHY | USB |
| 4 | LCD | 显示屏 |
### 2.3 扩展模块
| 序号 | 驱动 | 简介 |
| ---- | -------- | ---------------------- |
| 1 | ESP8266 | 串口转 WIFI 模块 |
| 2 | ENC28J60 | SPI 接口的以太网控制器 |
### 2.4 驱动示例代码
// TODO 添加驱动示例代码相关的介绍,考虑如何使用这些驱动示例代码,如果暂时没有,这一小结可以先删去
在 RT-Thread 的 `examples\test` 目录下,有 RT-Thread 提供的基于不同外设驱动的示例代码。在 env 工具中开启 BSP 中要测试的驱动,并将 `examples\test` 中对应的驱动框架测试文件加入工程,即可快速测试 BSP 中提供的驱动。
\ No newline at end of file
bsp/stm32/docs/figures/Kconfig.png

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