RT - Thread record (a, RT, RT Thread version - Thread Studio development environment and cooperate CubeMX quick-and-dirty)

距离完成 FreeRTOS 的记录也有一段时间了,除了最近在测试的ESP32-C3 ,也该记录一下 RT-Thread.
期间几个月时间关于 RT-Thread 的项目有好几个,感觉最近 RT-Thread 越来越火,
在几年前用过 RT-Thread,那个时候都还没有RT-Thread Studio IDE,现在啥都有了.
RT-Thread官方资料也多,理论,示例,说明应有尽有,自己重新学习一边,做个记录贴.

前言

作为一款国产的操作系统,相对其他操作系统,官网对大部分工程师来说友好到了极点 = =！

什么资料直接可以查看官网即可.所以有问题,先上官网！下面贴出一些经常需要用到的连接,其实在官网都有,方便查阅.

RT-Thread 文档中心

RT-Thread 官方论坛

RT-Thread 参考设计中心

RT-Thread 官方视频中心

RT-Thread 源码下载中心

RT-Thread 软件包

1、RT-Thread 版本（以哪个版本开始学习）

目前来说,RT-Thread 主要分为3个大版本,这个在文档中心就有,这里列出来根据自己的情况简单说明一下：

1.1 RT-Thread Nano

RT-Thread Nano 和 FreeRTOS 是比较类似的东西 ,一个内核,Nano适用于一些 内存 空间小的MCU, 就比如我现在常用的 STM32L051C8 ,只有8KB 的RAM 空间,在讲解FreeRTOS 的时候使用 STM32L051C8 不止一次的提到内存问题. 

学习的话根据自己需要,建议还是从标准版本开始学习,因为标准版本包含Nano的一切,还多出了很多组件,方便使用的软件包等.

实际应用的话,在一般普通的应用项目上,Nano估计用起来还更多,内存就是成本！

RT-Thread Nano 的资料可以查看官方文档中心,记住一点就行,它是一个极简版的硬实时内核.

1.2 RT-Thread 标准版

RT-Thread 标准版本是包含 Nano 的,标准版带带有丰富的组件软件包,这是它与 FreeRTOS 主要区别之一,在一些应用,比如 MQTT,云端接入等使用上,RT-Thread 具备现成的软件包,使用起来简单方便.

学习的话建议从标准版 入手,虽然在某些情况下,丰富的组件,软件包可能会让初学者犯难,组件和软件包到底是如何与硬件相互关联,但是只要确实去学习了解了以后,才会发现其便捷之处,同时了解了原理,也能够针对自己的应用对组件进行对应的裁剪,增加,更加能够满足各种项目需求.

 

介绍还是去官网查看,简介截取自官网：

RT-Thread 与其他很多 RTOS 如 FreeRTOS、uC/OS 的主要区别之一是,它不仅仅是一个实时内核,还具备丰富的中间层组件：

即便是选好了 RT-Thread 标准版 作为学习的版本,但是就标准版而言,也有很多版本：

具体版本的不同以及如何选择可以参考官方说明,链接如下：

如何选择合适的 RT-Thread 版本进行开发？

1.3 RT-Thread Smart

RT-Thread Smart 几年前是没有的,最近出来的分之,是针对于带 MMU 的芯片,就是以前可以跑 Linux 系统的芯片.比如近两年比较火的多家出了开发板的 STM32MP1 和 IMX6ULL 两款系列芯片.出的开发板最初当然都是以 Linux 系统为主,现在 RT-Thread 也能够跑在这些芯片上了.

这个版本就不是本栏目的博文需要记录的了,如果后期在写完 嵌入式Linux 后,有机会也来做些记录.

简介截取自官网：

RT-Thread Smart（简称 rt-smart）是基于 RT-Thread 操作系统衍生的新分支,面向带 MMU,中高端应用的芯片,例如 ARM Cortex-A 系列芯片,MIPS 芯片,带 MMU 的 RISC-V 芯片等.rt-smart 在 RT-Thread 操作系统的基础上启用独立、完整的进程方式,同时以混合微内核模式执行.

2、RT-Thread 开发环境

2.1 开发板（自己画的开发板）

通过上面的介绍,我们将以标准版来进行 RT-Thread 的记录.

板子使用的是自己以前画的 STM32F103VGT6（ROM：1MB  RAM：96KB）：

2.2 开发工具

还记得以前学习 RT-Thread 的时候,还没有出 RT-Thread Studio IDE,整体的工程搭建 需要用到 ENV,SCons 等工具,不管是MDK,IRA,GCC工具链开发,都得先用到 ENV 和Scons 工具,配置操作一遍, 对于初学者来说,很不友好,具体的这些详细介绍可以在官网查询：

官方开发工具介绍页面

最初的学习根据官方的文档手册视频等内容,自己倒是也用起来了,但是,一段时间没用,命令还是忘得差不多了.现在好了,RT-Thread 官方团队推出了 RT-Thread Studio .RT-Thread Studio把以前的这些开发工具集成好了,不用死记以前那些命令,界面图形话的工程搭建相对以前更加的简便和直观.

作为国产的 IDE,界面操作那是相当的友好, 

 我们本系列的教程是以项目为目的,为了能够使用 RT-Thread 完成一个完整项目的开发,所以不会去花太多精力去折腾 工程架构的搭建之类的 事情,所以使用 RT-Thread Studio 是完美的选择.

2.3 环境搭建

根据上面介绍,我们定下使用 RT-Thread Studio 来作为本系列博文的开发 IDE,安装下载可直接在官方找到,参考下面文档：

官方 RT-Thread Studio 说明

根据手册安装走起来：

等待安装完成,运行软件需要登录一下 RT-Thread 账号：

根据官方文档说明,第一步先安装更新 SDK 包：

在我这台电脑上,以前搭建过环境,我有点感觉 RT-Thread Studio 会自动识别电脑中的环境变量,以找到电脑上已经存在的环境,比如上面的版本,和我使用的 GCC 工具链版本： 

安装好了SDK包,基本上就可以开始建立工程测试了.

再次说明, RT-Thread Studio 使用手册,界面配置等操作,官方文档,视频,都有详细的说明. 这里记录的是自己使用中必须的步骤.

2.4 RT-Thread Studio For Vscode

（待更新.. 先还是使用 IDE 熟练起来,再来 Vscode 里用插件玩玩,毕竟相对来说 还是 IDE 配置更简单）

3、第一个工程

3.1 根据自己环境新建工程

在上面操作结束以后,我们直接来新建一个工程,新建工程之前：

再次说明一下本文说使用的环境：

• 使用 RT-Thread 标准版

• 自己画的开发板,基于STM32F103VGT6

所以我们在 RT-Thread Studio 里面新建项目的界面做如下选择：

点击完成,等待工程自动生成,因为串口1是在新建工程的时候默认已经配置好,然后直接编译一下,烧录：

通过串口助手连接上开发板,波特率默认的位115200：

可以看到 RT-Thread 已经在板子上正常运行起来：

3.2 配合 CubeMX 配置使用

上面的通过终端看到的测试结果,也只用到了 串口 功能,至于万年不变的开局跑马灯,我们都没有看到,那么如何真正的在硬件上能够体现出来呢,在官方文档也有对应的介绍：

但是官方这部分的说明不是太多,我们这里还是需要测试说明下,测试结果前面还算顺利,后面的操作也有一些小问题,需要注意！！！

点击工程目录下面的 CubeMx Setting：

打开了以后注意,以前使用 CubeMx 该怎么设置就怎么设置,时钟,串口（If only use the serial port for printing,No other serial communication is required here,The printing serial port initialization has been done in the project）,IO口等,虽然开始我们在工程建立的时候已经是能过时钟,串口,但是打开了这个设置,就得重新全部设置一遍！

STM32CubMX工程不会设置的可以参考博文：

STM32L051测试 （一、使用CubeMX生成工程文件 — ST系列芯片通用）

我们根据步骤,把基本的 

时钟,调试方式,串口,LED,按键 

配置好进行初步的简单测试.

在生产代码前把 Code Generator 栏目勾选一下：

然后点击生成工程.

工程生成后不需要打开,但是必须关闭 CubeMX,这样才能在RT-Thread Studio 上正常进行下面的操作 ！

生成工程以后,关闭CubeMX会提示cubemx.ioc 已经被修改,是否要保存配置,点击确定,如下图：

Analyze and useCubeMXThe project after generating the code：

• 原来的hal_conf.h就被cubeMX新生成的替换掉

• RT-Thread Studio 会且只会使用CubeMX生成的 Inc 和 Src 文件夹下的内容

• 主函数 RT-Thread Studio 会在 CubeMX生成的 main 函数前用 _WEAK 声明

• 时钟初始化函数,会使用 CubeMx 中的设置
  

• 一些基本的构建现在版本的RT-Thread Studio 都会自动设置好,通过
  SConscript
  .
  

工程可以直接编译通过.

我们主函数是在 applications 下面的 main.c 文件中,所以使用CubeMX生成的配置,我们需要在applications 下面的 main.c 文件中包含对应的头文件,和函数main中调用初始化.

 

3.2.1 SConscript 文件修改

但是没想到在这里遇到了一个问题：

仔细看了看,发现这是找不到这两个初始化的实现,看着工程架构中确实没有这两个.c文件,研究了半天,还是找到方法,修改

SConscript

文件,类似Makefile：

注意！修改完

SConscript

之后,是需要同步 scons configuration to take effect,操作如下：

同步 scons 以后 cubemx -> Src -> 下面多了对应的 .c 文件,The rebuild compiles with our settings！

额外说明：

I still use it in my example above

MX_USART1_UART_Init();

,Actually it is not needed here,因为串口1 在工程 drivers 文件夹里的

drv_usart.c

 文件中已经使用

INIT_BOARD_EXPORT(rt_hw_usart_init);

 初始化了,So no need to initialize again,Here if you configure it again,也不会出现问题,But preferably not needed.

通过 Makefile 可以直接看到我们 CubeMX 生成了多少 .c 文件：

我们在上面除了 RT-Thread Studio 默认给我们添加的,我们还添加了 GPIO 和 串口 的驱动文件,还有一个 it 是和中断有关的,我们并没有添加！！

那么是不是中断就无法响应了呢？

还有,如果不添加 CubeMX生成的 GPIO 和 串口 的驱动文件,不使用CubeMX中的初始化,是不是GPIO就不能用了呢？

这些问题暂时不做解释,RT-Thread 内核自己还有板级驱动, 因为这是后面文章需要介绍的 RT-Thread 内核驱动的一些知识.

3.2.2 CubeMX Modify the configuration problem record again

The first time we order to test,配置比较简单,Therefore, there are fewer peripherals initialized,随着我们学习的深入,More and more peripherals need to be added,我们需要使用 CubeMX setting 再次修改配置,Then some problems follow,这里就做个记录：

1、

__WEAK int main(void)

 前面的 

__WEAK

 需要手动添加,Note that the two underscores are two English underscores.

2、Newly added peripheral files,需要通过修改

SConscript

文件添加,The steps are as described above：

Note that there is a file

stm32f1xx_it.c

It is not recommended to add,Because some of these interrupt response functions are in RT-Thread There are internal implementations that will conflict here,Unless you fully understand what you need and what you don't.

（

stm32f1xx_it.c

This file is at the back RT-Thread 应用篇 — 在STM32L051上使用 RT-Thread Will be used in the series of blog posts,It explains how to modify it）

3.3 创建一个跑马灯任务

完成上述配置,我们开始可以跑马灯走起来了,既然用了 RTOS,那么当然是通过创建 一个 LED 跑马灯任务来完成我们的快速上手.

我们在程序中 静态创建一个线程 

led1_blink

 ,上电就启动调度,开始运行;动态创建一个线程 

led2_blink

, 需要通过命令启动调度,程序源码如下：

/*
 * Copyright (c) 2006-2022, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date Author Notes
 * 2022-02-16 QZH first lesson for test
 */

#include <rtthread.h>
#include &quot;main.h&quot;
#include &quot;usart.h&quot;
#include &quot;gpio.h&quot;

#define DBG_TAG &quot;main&quot;
#define DBG_LVL DBG_LOG
#include <rtdbg.h>

static struct rt_thread led1_thread; //led1线程
static char led1_thread_stack[256];

static rt_thread_t led2_thread = RT_NULL; //led2线程

static void led1_thread_entry(void *par){
 while(1){
 LED1_ON;
 rt_thread_mdelay(1000);
 LED1_OFF;
 rt_thread_mdelay(1000);
 }
}

static void led2_thread_entry(void *par){
 while(1){
 LED2_ON;
 rt_thread_mdelay(500);
 LED2_OFF;
 rt_thread_mdelay(500);
 }
}

int main(void)
{
 MX_GPIO_Init();
 MX_USART1_UART_Init();
 int count = 1;

 rt_err_t rst2;
 rst2 = rt_thread_init(&led1_thread,
 &quot;led1_blink &quot;,
 led1_thread_entry,
 RT_NULL,
 &led1_thread_stack[0],
 sizeof(led1_thread_stack),
 RT_THREAD_PRIORITY_MAX -1,
 50);

 if(rst2 == RT_EOK){
 rt_thread_startup(&led1_thread);
 }

 while (count++)
 {
 if(count < 11){
 LOG_D(&quot;Hello RT-Thread!%d&quot;,count);
 }
 if(count >= 0XFFFFFF00) count = 0;
 rt_thread_mdelay(1000);
 }

 return RT_EOK;
}

void led2_Blink(){
 led2_thread = rt_thread_create(&quot;led2_blink&quot;,
 led2_thread_entry,
 RT_NULL,
 256,
 RT_THREAD_PRIORITY_MAX -1,
 50);

 /* 如果获得线程控制块,启动这个线程 */
 if (led2_thread != RT_NULL)
 rt_thread_startup(led2_thread);
}

MSH_CMD_EXPORT(led2_Blink, Led2 sample);


上述代码测试的结果如下：