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    WRTnode进阶篇:stm32开发
    时间:2017-05-17作者:华清远见
    1. 简介 WRTnode2R最大的特征,便是双核双系统:MTK7688+STM32F103T8U6以及它们对应的操作系统OpenWrt+RT-Thread。 在OpenWrt之外引入了MCU:既有完善OpenWrt的可用资源,如:模拟采集、定时器的捕获、PWM的输入,以及更多的PWM输出,更多的GPIO和其他输出具备可靠的“硬”实时能力,在Linux中无法承载毫秒级的精确延时,而MCU则正好擅长此任务;由此嫁接OpenWrt所带来的Linux广泛的现有软件资源和多媒体、人工智能应用的能力,同时STM32核心提供了更底层的开发能力和更加可靠的物理交互能力。 2. WRTnode 的stm32开发 在WRTnode2R核心板上,STM32和7688之间通过SPI总线连接,占用7688的CS1引脚。在WRTnode2R标准底板上,引出STM32的JTAG调试引脚、串口、I2C以及其他未使用的所有GPIO引脚。具体引脚布局图,详见WRTnode2R针脚定义和底板针脚定义 WRTnode2R的STM32上运行着RT-Thread实时操作系统,受益于RTT中友好的msh命令行调试组件,在出厂固件中实现了RTT的spi slave设备驱动,并且将msh的输入输出端口都映射到了spi总线上。同时提供了在7688上与STM32通过SPI总线通信的软件(包括spiS0设备驱动、spi-bridge通信软件和flash-stm32固件升级程序)。 体验stm32上的msh: 登录到WRTnode2R上。(登录的方式有串口、telnet、ssh) 升级stm32固件 本文档主要是针对最新版本的stm32固件做的一些阐述,所以建议大家更新stm32固件。 $ wget http://d.wrtnode.com/2R-stm32/flash-stm32 -O /usr/bin/flash-stm32$ flash-stm32 注:如果flash-stm32后面不跟参数,会自动下载并请求升级最新的stm32固件;flash-stm32加上指定版本的固件(服务器上的或本地的版本),请求升级指定版的stm32固件。升级完以后stm32会自动重启。 root@OpenWrt:~# flash-stm32 --help ---------------------------------------------------------------------------Usage: flash-stm32 Example #1: Updated to the latest version  flash-stm32 Example #2: Update to the specified version(server or local)  flash-stm32 http://d.wrtnode.com/2R-stm32/$Stm32Firmware  or  flash-stm32 /tmp/$Stm32Firmware ---------------------------------------------------------------------------   root@OpenWrt:~# flash-stm32 Download the latest version form http://d.wrtnode.com/2R-stm32/update Connecting to d.wrtnode.com (66.33.205.160:80) -                    100% |********************************************************************************************|     5   0:00:00 ETA Connecting to d.wrtnode.com (66.33.205.160:80) WRTnode2r_STM32_rtth 100% |********************************************************************************************| 30404   0:00:00 ETA The latest version is 0.7 No gets to the current STM32 version. Ple input "Y" to continue to upgrade or input "N" to cancel upgrade! input Y or N:Y write ...###############################################################################################write end! check ... ###############################################################################################check end! restart ... restart end root@OpenWrt:~# 输入spi-bridge即可打开和stm32的msh命令行终端,先按下tab键再按下enter键列出msh支持的所有命令。 $ spi-bridge 若要执行某一条命令,输入命令后按下enter即可执行。 exit退出msh。 如果要单命令方式执行,亦可以通过spi-bridge来实现,仅需要输入spi-bridge write [cmd]即可。如果stm32正在执行之前的指令,导致写缓存满的话,此命令将阻塞,直至可以执行。 如果要读取命令执行的结果,输入spi-bridge read即可。如果stm32读数据缓存为空,则命令会阻塞,直至有数据可读。 [注]由于7688芯片上SPI总线的特殊性,现阶段暂时未能给用户提供标准的SPI CS1的操作接口,所以用户暂时只能通过spi-bridge进行通信。 $ spi-bridge write list_timer $ spi-bridge read Arduino函数的兼容:maple WRTnode2R的STM32上已经移植好了Maple固件库。Maple固件库为使用stm32的用户提供了兼容Arduino代码的接口。用户如果要移植Arduino上的代码到WRTnode2R的stm32上,需要做一点简单的移植工作即可。 [注]因为Arduino的应用工程均为C++代码,但是WRTnode2R的stm32上运行的rtt是在c编译器下编译执行的,所以在移植工程时必然需要做一点移植工作。现有的工程中,已经将maple库的所有接口增加了一层c语言的封装,让用户可以在c代码中直接调用,所以用户可以选择将Arduino的应用代码用C语言重构,或者将应用代码增加一层C语言的封装,供RTT调用。 通过spi-bridge对STM32的IO口进行控制 当前版本已经为用户提供了msh调用Maple的GPIO库的命令,这里为大家提供了一个参考例程。 控制IO语句的使用十分简单,与arduino相仿,目前可以使用的语句包括pinMode/digitalRead/digitalWrite/togglePin/analogRead/pmwWrite 本文主要演示pinMode、digitalWrite及pwmWrite的用法。 先看针脚的定义: extern const stm32_pin_info PIN_MAP[BOARD_NR_GPIO_PINS] = {     PMAP_ROW(GPIOA,   0, TIMER2,  1, ADC1,    0), /* D0/PA0 */     PMAP_ROW(GPIOA,   1, TIMER2,  2, ADC1,    1), /* D1/PA1 */     PMAP_ROW(GPIOA,   8, TIMER1,  1, NULL, ADCx), /* D2/PA8 */     PMAP_ROW(GPIOB,   2,   NULL,  0, NULL, ADCx), /* D3/PB2 */     PMAP_ROW(GPIOA,   3, TIMER2,  4, ADC1,    3), /* D4/PA3 */     PMAP_ROW(GPIOB,   0, TIMER3,  3, ADC1,    8), /* D5/PB0 */     PMAP_ROW(GPIOA,  11, TIMER1,  4, NULL, ADCx), /* D6/PA11 */     PMAP_ROW(GPIOA,  12,   NULL,  0, NULL, ADCx), /* D7/PA12 */     PMAP_ROW(GPIOB,   5,   NULL,  0, NULL, ADCx), /* D8/PB5 */     PMAP_ROW(GPIOA,  10, TIMER1,  3, NULL, ADCx), /* D9/PA10 */     PMAP_ROW(GPIOA,   9, TIMER1,  2, NULL, ADCx), /* D10/PA9 */     PMAP_ROW(GPIOB,   6, TIMER4,  1, NULL, ADCx), /* D11/PB6 */     PMAP_ROW(GPIOB,   7, TIMER4,  2, NULL, ADCx), /* D12/PB7 */     PMAP_ROW(GPIOB,   1, TIMER3,  4, ADC1,    9), /* D13/PB1 */     PMAP_ROW(GPIOA,   2, TIMER2,  3, ADC1,    2), /* D14/PA2 */       PMAP_ROW(GPIOA,   4,   NULL,  0, NULL, ADCx), /* D15/PA4 */     PMAP_ROW(GPIOA,   5,   NULL,  0, NULL, ADCx), /* D16/PA5 */     PMAP_ROW(GPIOA,   6,   NULL,  0, NULL, ADCx), /* D17/PA6 */     PMAP_ROW(GPIOA,   7,   NULL,  0, NULL, ADCx), /* D18/PA7 */ }; 注释/* D0/PA0 / / D5/PB0 */等,Dxx就代表的xx引脚,Pxx就是对应芯片的引脚(也就是对应WRTnode2R标准底板丝印上的引脚);比如,下面我操作的是3引脚(D3),对应底板上的PB2。 其中支持PWM的PIN为0, 1, 2, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13, 14 支持ADC的PIN为0, 1, 4, 5, 13, 14 其中D15-D18引脚已经被spi占用 完整的定义在github上可以找到: https://github.com/WRTnode/wrtnode2r_stm32/blob/master/maple/wirish/boards/wrtnode2/board.cpp#L67 root@OpenWrt:~# spi-bridge   RT-Thread shell commands:reset            - reset to bootloader.2r_version       - get wrtnode2r stm32 version. pwmWrite         - pwmWrite pinNum duty_cycle. analogRead       - analogRead pinNum. togglePin        - togglePin pinNum. digitalWrite     -digitalWrite pinNum 0x1/0x0. digitalRead      - digitalRead pinNum. pinMode          - pinMode pinNum mode. list_device      - list device in system list_timer       - list timer in system list_mempool     - list memory pool in system list_mutex       - lst mutex in system list_event       - list event in system list_sem         - list semaphore in system list_thread      - list threadversion          - show RT-Thread version informationhelp             - RT-Thread shell help. free             - Show th memory usage in the system.time             - Execute command with time. ps               - List threads in the system. msh > msh > pinMode 3 OUTPUT       //pinMode第一个参数指引脚3;第二个参数设置引脚3状态为OUTPUT ;pinMode没有返回值,命令执行之后直接按下enter键即可 msh > digitalWrite 3 HIGH   //digitalWrit第一个参数指引脚3;第二个参数设置引脚3的电平为高 msh > digitalWrite 3 LOW    //digitalWrit第一个参数指引脚3;第二个参数设置引脚3的电平为低 pinMode用于设置管脚的属性(输入还是输出),命令格式为 pinMode pinNum mode mode可以数字或以下关键词 OUTPUT OUTPUT_OPEN_DRAIN INPUT_ANALOG INPUT_PULLUP INPUT_PULLDOWN INPUT_FLOATING PWM PWM_OPEN_DRAIN 完整的定义在github上可以找到: https://github.com/WRTnode/wrtnode2r_stm32/blob/master/applications/application.c#L66 digitalWrite用于控制输出管脚的输出电平,命令格式如下: digitalWrite pinNum HIGH/LOW 再来介绍pwmWrite命令,命令格式如下: pwmWrite pinNum duty_cycle 其中,duty_cycle的取值范围是0~65535,占空比就是duty_cycle/65535 当然,首先要将管脚设置为PWM模式,通过以下命令 $ pinMode 0 PWM 3. 在脚本语言中调用Arduino函数与STM32交互 用0、1、2、6引脚(PA0、PA1、PA8、PA11)做跑马灯 #!/bin/sh spi-bridge write "pinMode 0 0" spi-bridge write "pinMode 1 0" spi-bridge write "pinMode 2 0" spi-bridge write "pinMode 6 0"while truedo   spi-bridge write "digitalWrite 0 1"   sleep 1   spi-bridge write "digitalWrite 0 0"   spi-bridge write "digitalWrite 1 1"   sleep 1   spi-bridge write "digitalWrite 1 0"   spi-bridge write "digitalWrite 2 1"   sleep 1   spi-bridge write "digitalWrite 2 0"   spi-bridge write "digitalWrite 6 1"   sleep 1   spi-bridge write "digitalWrite 6 0" done 4. 代码下载及编译 WRTnode2R上STM32的全部代码均开源,用户可以任意下载。 Github repo:https://github.com/WRTnode/wrtnode2r_stm32 有些用户希望能够在usart1上使用msh,而不是通过7688的spi,将msh映射到usart1的branch,代码库如下:https://github.com/WRTnode/wrtnode2r_stm32/tree/uart-msh 编译流程: 首先安装python scons gcc-arm-none-eabi(4.8 or above),然后执行以下代码:$ mkdir wrtnode2r-stm32$ cd wrtnode2r-stm32$ git clone https://github.com/WRTnode/wrtnode2r_stm32  wrtnode2r_stm32$ git clone https://git.oschina.net/SchumyHao/rt-thread.git rtt$ cd wrtnode2r_stm32 设置gcc路径: $ vi rtconfig.py$ scons 编译成功后,生成的rtthread.bin即为stm32的固件。 固件更新 在WRTnode2R的stm32上,为了实现在7688上更新stm32的固件,在stm32的前4k地址烧写了一个bootloader程序,同时在7688上也提供了刷写固件的程序flash-stm32。 如果使用flash-stm32,用户仅需要执行 flash-stm32 URL URL这个命令行参数可以是stm32固件的链接,也可以是指定的本地stm32系统;就可以将存在服务器上的固件或者本地的固件烧写到stm32中。 如果用户希望进行stm32的开发,建议用户使用stlink等在线调试工具来开发、调试和烧写代码。在开发前只需要注意点三: 1.用户开发的代码中要将中断向量表重定向到0x08001000位置。 2.用户代码下载时,要下载到0x08001000位置。 3.如果用户完全抛弃提供的代码进行开发,但是又希望能够支持在线更新固件的功能,需要在用户开发的代码中实现7688控制stm32复位的功能。(在提供的代码中,已经实现了reset这个cmd,所以基于提供的代码进行开发,不需要完成这一步)  

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