RT-Thread国产操作系统添加STM32 系列外设驱动

2020-03-12T22:31:00

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
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。

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。

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。

[scode type="yellow"]
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。
[/scode]

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。

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。

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。

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。

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。
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 网站或 RT-Thread 官方论坛。

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 和 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:


5.3 复杂外设配置说明
本章节着重介绍配置步骤较为复杂的驱动。

5.3.1 TIMER 外设驱动添加说明
打开 STM32CubeMX 工程,设置 timer 在 Cube 里的选项,如下图所示:

打开 stm32/stm32f429-atk-apollo/board/Kconfig ,添加 Kconfig 选项。选中自己添加的选项后,生成一遍工程,如下图所示:

打开工程进行编译,工程会提示 TIM11_CONFIG 未定义。 可以在 stm32/libraries/HAL_Drivers/config/f4/tim_config.h 中进行定义,如下图所示:

5.3.2 PWM 外设驱动添加说明
1.打开 STM32CubeMX 工程,设置 PWM 在 Cube 里的选项,如下图所示:

2.打开 stm32/stm32f429-atk-apollo/board/Kconfig ,添加 Kconfig 选项。选中自己添加的选项后,生成一遍工程,如下图所示:

3.打开工程进行编译,工程会提示 PWM2_CONFIG 未定义。 可以在 stm32/libraries/HAL_Drivers/config/f4/pwm_config.h 中进行定义,如下图所示:

5.3.3 ADC 外设驱动添加说明
1.打开 STM32CubeMX 工程,设置 ADC 在 Cube 里的选项,如下图所示:

2.打开 stm32/stm32f429-atk-apollo/board/Kconfig ,添加 Kconfig 选项。选中自己添加的选项后,生成一遍工程,如下图所示:

3.打开工程进行编译,工程会提示 ADC1_CONFIG 未定义。 可以在 stm32/libraries/HAL_Drivers/config/f4/adc_config.h 中进行定义,如下图所示:

5.3.4 编码器外设驱动添加说明
1.打开 STM32CubeMX 工程,设置 TIMER 在 Cube 里的选项,如下图所示:

2.打开 stm32/stm32f407-atk-explorer/board/Kconfig ,添加 Kconfig 选项。选中自己添加的选项后,生成一遍工程,如下图所示:

3.打开工程进行编译,工程会提示 PULSE_ENCODER4_CONFIG 未定义。 可以在 stm32/libraries/HAL_Drivers/config/f4/pulse_encoder_config.h 中进行定义,如下图所示

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