使用STM32CubeIDE移植騰訊物聯網OS TencentTiny-OS

TencentTiny-OS、STM32F103C8和STM32CubeIDE

前言概要

騰訊最近發佈了自己的IoT操作系統TencentOS tiny，具備小體積、低功耗、集成主流IoT協議棧、和自家IoT Hub無縫結合、安全、移植性等等優勢。可以移植到多種主流MCU上，並且提供了詳盡的移植說明和使用文檔。
對個人而言，還是能兼容多種MCU平臺以及和自家IoT Hub的無縫整合最具吸引力。
如果是用騰訊IoT的話，確實可以減少開發測試人力成本，實現多硬件平臺的兼容，讓產品快速測試、開發和上線交付。

STM32F103X系列是使用非常廣泛的中檔MCU，屬於arm-v7m系列cortex-m3核，因爲便宜好用廠商支持多，大量廉價開發板也都用它。因此，TencentOS tiny對其有完備的移植支持，提供了全套移植代碼。

STM32CubeIDE則是ST收購了Atollic之後，基於原來的TrueStudio（已停止更新）推出的全功能開發IDE，
自帶gcc工具鏈，CubeMX無縫整合，功能強大，非常好用，推薦使用（其實基本就是原來的TrueStudio，基於Eclipse CDT)。

因爲TencentOS tiny官網的移植說明是基於Makefile的，配置繁瑣易出錯，不方便。
所以本文使用ST官方推薦的All in one式的STM32CubeIDE，把移植過程做一個簡單步驟的說明。
（TencentOS tiny已經把所有大多數STM系列的移植代碼都完成，因此本文實際只是個編譯流程）

需要用的軟件：

• STM32CubeMX
• STM32CubeIDE
• TencentOS tiny

需要用的硬件：

• STM32F103FC8開發板
• STLink V2調試器

鏈接

TencentOS tiny

1. TencentOS tiny Github:https://github.com/Tencent/TencentOS-tiny
2. TencentOS tiny 官網地址：https://cloud.tencent.com/product/tos-tiny

STM32CubeIDE

3. TSTM32CubeIDE 官網地址

一、STM32CubeMX生成工程

這一步基本可以參照TencentOS tiny 官網的說明
https://github.com/Tencent/TencentOS-tiny/blob/master/doc/TencentOS-tiny-porting-gcc.md，
只是中間需要注意打開SWD調試選項和最終生成工程的類型。

1. 創建工程，選擇MCU爲STM32F103C8
   
2. 設定SYS，打開SWD調試選項
   
   CubeMX默認不打開SWD調試，感覺是個坑，不注意這一點，第一次下載之後，STLink就再也連不少設備了。只能用：開發板的RST接地->再次連接->RST懸空的方式重新下載， 非常麻煩。
   詳細請參照該篇文章
3. 使用內部LSE，如需使用外部晶振，在RCC中打開

5. 配置串口1，串口2，串口1用於日誌，串口2保留用於以後和ESP8266通信接入騰訊IoT-Hub

6. 設置工程名、工程屬性

7. 設置代碼生成規則

9. 選擇使用HAL(默認選項)

10. 生成工程

二、STM32CubeIDE工程設置和移植代碼修改

1. 複製以下TencentOS-tiny的代碼到工程下的src目錄

• arch
• board
• kernel
• osal

複製完成後，因爲F103是armv7m m3核，STM32CubeIDE的內置工具鏈是gcc系列，所以

• 在arm目錄下，除下面之外的目錄和文件全部刪除（否則會參與編譯出現重複定義等錯誤）
  - arm\arm-v7m\common
  - arm\arm-v7m\cortex-m3\gcc
• 在board目錄下，只保留
  - board\NUCLEO_STM32F103RB\TOS_CONFIG 目錄
  初次之外的所有目錄和文件也都刪除，並將目錄名改爲STM32F103C8
  （借用STM32F103RB的配置頭文件）

打開生成的TencentOS-tiny-STMF103工程，刷新工程即可看到添加後代碼文件，正確修改後的文件結構如下圖：

2. 工程設置
   打開工程屬性，在C++ General -> Paths and Symbols 追加下面的目錄：

• kernel/core/include
• kernel/pm/include
• arch/arm/arm-v7m/cortex-m3/gcc
• arch/arm/arm-v7m/common/include
• osal/cmsis_os
• board/STM32F103C8/TOS_CONFIG
  如下圖：
  

3. 修改中斷代碼

（注意將添加代碼置於USER CODE BEGIN和 USER CODE END 註釋塊中間，這樣在CubeMX重新生成依賴代碼時依然可以保留有自己的代碼）

修改stm32f1xx_it.c文件：

• 增加頭文件引用

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "tos.h"
/* USER CODE END Includes */

• 將PendSV_Handler中斷函數標記爲__weak

__weak void PendSV_Handler(void)
{
}

• 在SysTick_Handler中斷函數添加如下代碼：

void SysTick_Handler(void)
{
  HAL_IncTick();
  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */
  if( tos_knl_is_running() ) {
	  tos_knl_irq_enter();
	  tos_tick_handler();
	  tos_knl_irq_leave();
  }
  /* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */
}

4. 增加demo代碼和啓動代碼

修改main.c文件：

• 頭文件引用

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "cmsis_os.h"
/* USER CODE END Includes */

• 添加demo代碼（2個任務交替打印串口）

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

//task1
#define TASK1_STK_SIZE		512
void task1(void *pdata);
osThreadDef(task1, osPriorityNormal, 1, TASK1_STK_SIZE);

//task2
#define TASK2_STK_SIZE		512
void task2(void *pdata);
osThreadDef(task2, osPriorityNormal, 1, TASK2_STK_SIZE);

void task1(void *pdata)
{
   int count = 1;
   char buffer[64] = {0};
   while(1) {
   	snprintf(buffer, sizeof(buffer), "task 1 %04d\r\n", count++);
   	HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)buffer, strlen(buffer), 0xFFFF);
       //HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin);
       osDelay(2000);
   }
}
void task2(void *pdata)
{
   int count = 1;
   char buffer[64] = {0};
   while(1) {
   	snprintf(buffer, sizeof(buffer), "task 2 %04d\r\n", count++);
   	HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)buffer, strlen(buffer), 0xFFFF);
       osDelay(1000);
   }
}
/* USER CODE END 0 */

• main函數中添加啓動代碼

int main(void)
{
 /* USER CODE BEGIN 1 */
 /* USER CODE END 1 */
 
 /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
 /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
 HAL_Init();

 /* USER CODE BEGIN Init */
 /* USER CODE END Init */

 /* Configure the system clock */
 SystemClock_Config();

 /* USER CODE BEGIN SysInit */
 /* USER CODE END SysInit */

 /* Initialize all configured peripherals */
 MX_GPIO_Init();
 MX_USART1_UART_Init();
 MX_USART2_UART_Init();

 /* USER CODE BEGIN 2 */
 osKernelInitialize();                 //TOS Tiny kernel initialize
 osThreadCreate(osThread(task1), NULL);// Create task1
 osThreadCreate(osThread(task2), NULL);// Create task2
 osKernelStart();                      //Start TOS Tiny
 /* USER CODE END 2 */

 /* Infinite loop */
 /* USER CODE BEGIN WHILE */
 while (1)  {
   /* USER CODE END WHILE */
   /* USER CODE BEGIN 3 */
 }
 /* USER CODE END 3 */
}

三、編譯工程和調試

1. 如果配置正確，即可正常編譯成功如下：
   
2. 如果STLink已經正確配置好(SWD)，就可以進行調試了：
   將開發板的PA10(RX)，PA9(TX)分別接USB轉TTL的TX和RX引腳後打開串口，就
   可以觀察到串口上的日誌輸出，表示TencentOS tiny已經正常跑起來了。如下：
   

四、代碼下載

爲了方便參考，生成的代碼已經放到csdn上，下載後即可編譯。
下載連接
後續將與騰訊IoT-Hub關聯的功能做介紹。