使用STM32CubeMX生成ThreadX实时操作系统工程模板

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由于需要在stm32上使用USB Host CDC-ECM,连接EC20发送数据到服务器,接触到了ThreadX实时操作系统。

在调研过程中,发现stm32官方USB库内只有Device ECM类,无法作为host连接网卡;

电脑上经常使用的tinyusb,对stm设备的device支持较差;

此外还有lrndis、TeenyUSB,提供了host ecm类的支持,但使用并不方便,且有的已很少有人维护(小开源项目难免如此)。

最终决定使用微软的Azure RTOS ThreadX全家桶,利用NetX Duo+USBX实现对ECM网卡的支持。ThreadX的性能和存储占用都优化得很好,且中间件齐全,免去了很多自己配置的麻烦。目前ThreadX已经开源,并加入CubeMX,直接使用可视化界面就可完成配置,解决一些小坑之后十分方便,遂写此随笔以作记录、分享。

本文使用的工具包括CubeMX、MDK,内容假设阅读者已基本掌握这两个软件的使用。在学习过程中,参考了另两篇教程,附上链接:

https://juejin.cn/post/7099829592713592840

https://blog.csdn.net/wallace89/article/details/114941859

一、CubeMX生成模板

1. 配置RCC、时钟、SYS、GPIO

RCC设置外部晶振,这个根据板子情况调整,我这里高低速都是外部晶振

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时钟配置,和平时一样,可以输入HCLK让cubemx自动设置,也可手动调,48MHz时钟一定要有

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系统设置内,debug根据板子设置,我使用的是jlink的SW调试口,所以选择serial wire。时基源选择任意一个没用到的TIM。

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最后配置板子上三个LED灯的GPIO,根据自己板子上情况修改。

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2. 配置串口和USB

根据板子,配置串口用于调试

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配置USB FS,用于和EC20通信

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3. 重头戏:配置Azure RTOS

首先安装所需软件包

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我用的MCU是stm32f4系列,因此找到AZRTOS-F4。勾选Core以及需要使用的USBX-UX Host Class CDC ECM,会提示所选的包还有依赖项没选上,根据提示补齐。如果不需要USB和网络,只选择threadx core就行。注意,这里需要勾选上USBX下面的UX Host Controllers,否则以后移植代码会缺失控制器相关函数。

使用STM32CubeMX生成ThreadX实时操作系统工程模板

回到主界面,可以看到左边X-CUBE-AZRTOS-F4变得可选,点击打开配置。

可以根据需要修改配置,我这里基本保持默认,后面有需求再修改。

使用STM32CubeMX生成ThreadX实时操作系统工程模板

4. 生成项目模板

常规操作,注意:1. IDE选用自己使用的;2. 增大堆栈,我均改为0x2000;3. .c/.h分开

二、Keil内编写跑马灯代码

1. 编辑app_azure_rtos.h

增加对GPIO、串口、printf的支持,代码:

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "main.h"
#include "stdio.h"
#include "usart.h"
#if 1
__asm__(".global __use_no_semihosting");

FILE __stdout;
//define function _sys_exit() to avoid using semi-hosting mode
void _sys_exit(int x)
{
    x = x;
}
//redefine function fputc to redirect output
int fputc(int ch, FILE *f)
{
    HAL_UART_Transmit(&huart6, (uint8_t *)&ch, 1, 0x10);
    return ch;
}
#endif
/* USER CODE END Includes */

增加线程函数申明

/* USER CODE BEGIN EFP */
void app1_LED123(ULONG thread_input);
/* USER CODE END EFP */

2. 编辑app_azure_rtos.h

文件前面增加线程参数设置

/* USER CODE BEGIN PD */
//defination of app1
#define APP1_PRIO 15u    //优先级,越大越不优先
#define APP1_STACKSIZE 1024u    //堆栈大小,注意大于cubemx内设置的最低大小
static TX_THREAD app1_TCB;    //线程控制块
static uint8_t app1_STACK[APP1_STACKSIZE];    //堆栈
/* USER CODE END PD */

在 tx_application_define函数内,增加创建线程的操作,并串口显示创建状态。

/* USER CODE BEGIN  tx_application_define */
printf("tx_application_define\n");
UINT status = tx_thread_create(&app1_TCB,
                               "app1_led123",
                               app1_led123,
                               0,
                               &app1_STACK[0],
                               APP1_STACKSIZE,
                               APP1_PRIO,
                               APP1_PRIO,
                               TX_NO_TIME_SLICE,
                               TX_AUTO_START);
printf("thread create status:%d\n", status);
/* USER CODE END  tx_application_define */

 这里遇到一个坑,我的堆栈大小起初设置得低于cubemx中指定的400B,因此线程创建失败。可通过status的值判断是否是线程创建失败导致的问题。

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最后,在文件末尾编写跑马灯线程代码:

/* USER CODE BEGIN  0 */
void app1_led123(ULONG thread_input)
{
    printf("app1_led123 start\n");
    while(1) {
        HAL_GPIO_TogglePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
        tx_thread_sleep(10);
        HAL_GPIO_TogglePin(LED2_GPIO_Port, LED2_Pin);
        tx_thread_sleep(10);
        HAL_GPIO_TogglePin(LED3_GPIO_Port, LED3_Pin);
        tx_thread_sleep(10);
    }
}
/* USER CODE END  0 */

3. 设置编译和调试参数

在魔法棒内设置使用v6编译器、勾选上microlib。debug选项卡内也选择自己使用的调试器。

v6编译器的速度快了相当多,尤其是在带RTOS的项目里,需要选上。

使用STM32CubeMX生成ThreadX实时操作系统工程模板

设置完成,即可编译下载,运行自己的程序!

——————THE END——————

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