RT—Thread操作系统在STM32中移植的研究

RT—Thread操作系统在STM32中移植的研究

作者：朱志国

来源：《计算机光盘软件与应用》2012年第22期

摘要：介绍了RT-Thread操作系统在STM32F107VC上的移植，简要说明了具体的移植过程和使用的方法，并分析了RT-Thread操作系统内核代码的各个功能，给出了移植环境的如何搭建，及编写应用程序如何修改代码的方法。最后通过一个实例成功实现RT-Thread在STM32F107VC上的移植，证明了移植是可行的。 关键词：RT-Thread；STM32；嵌入式操作系统；Keil

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1007-9599 （2012） 22-0000-02 RT-Thread属于第二代微内核操作系统，最突出的优势就是其支持处理器平台广泛，最低要求8k ROM，4k RAM空间就可以了。STM32是基于Cortex-M3内核的处理器，也是一款性能优越的32位单片机，在工业控制方面的应用大有取代传统16位单片机之势。 1 RT-Thread操作系统介绍

RT-Thread主要优点是：实时、小型、可裁剪。它不仅仅是一个实时内核，也是一个功能丰富的软件平台，可以搭建POSIX环境，运行独立的应用程序，这是传统的实时操作系统所不具备的。RT-Thread具有32～256可选优先级抢占式调度，线程度不限，相同优先级线程时间片轮转调度，支持动态创建、销毁线程，任务等待可按优先级进行排队。

RT-Thread内核大致可分为对象管理、实时调度器、线程管理、线程间通信、时钟管理、设备驱动6个部分。

（1）对象管理（object.c）：定义了对象容器的种类，包括线程、信号量、互斥量、事件、邮箱、消息队列、内存池、设备、定时器、组件。此部分主要完成各模块的创建，系统对象的初始化。

（2）实时调度器（schedule.c）：定义了优先级。该部分完成优先级的创建及调度算法的定义，对线程的初始化、创建、插入、移动进行了描述。

（3）线程管理（thread.c）：该部分完成了线程的创建、对当前线程的操作、超时线程的处理、线程的启动和推出操作。

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（4）线程间通信（ipc.c）：完成通信的初始化，线程挂起，通信对象的恢复，消息的获取和删除操作。

（5）时钟管理（clock.c，timer.c）：提供线程运行所需要的时钟，包括系统时钟和定时器，有定时器的初始化、开始计时、停止计时、时间的转换。对线程同样有定时的操作。 （6）设备驱动（device.c）：对设备的初始化、发现设备、打开设备、关闭设备、读设备、写设备、对设备的控制、指示设备的运行和完成状态的操作。 2 STM32系列处理器

STM32具有高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核。本文应用的STM32F107VC是其互联型的产品，闪存存储器有256K，64K的SRAM，以太网IEEE1588接口，2个CAN总线，2个音频级I2S。 3 RT-Thread在STM32F107VC芯片上的移植

本次移植是基于最新的RT—Thread 1.0.3正式版，从网站下载RT—Thread 1.0.3版本会解压得到如下文件夹：bsp、filesystem、finsh、include、libc、libcpu、net、rtgui、src。 下面对各个文件夹里的内容进行说明：bsp里存放的是针对各个具体开发板、平台的目录；filesystem里存放的是包含了RT-Thread文件系统组件代码；finsh里存放的是包含了RT-Thread的finsh shell组件代码；include里存放的包含了RT-Thread核心的头文件；libc里存放的是面向GCC移植的小型C库；libcpu是面向各个芯片移植的代码；net包含了RT-Thread网络组件代码；rtgui包含了RT-Thread的GUI图形用户界面组件代码；src包含了RT-Thread内核核心的代码。

移植所用软件的编译环境是集成开发编译环境为Keil MDK 4.12，下面是移植所用步骤。 （1）打开软件建立工程。Project→New u Vision Project 保存文件到C盘文件夹目录下，芯片选择STM32F107VC，不加入系统自带的启动代码。

（2）建立工程浏览目录，并向目录里添加库代码。在工程管理选项中，改工程名为RTthread_STM32，建立如下文件夹APP，CMSIS，SYSTEM，STM32，kernel，

Stdperiph_driver，finsh，lwip。Lwip里加入lwip TCP/IP协议源文件；finsh里加入finsh shell组件代码。Stdpriph_driver里添加STM32固件库源文件，这里来自官方最新的V3.5版；kernel里加入RT-Thread内核源代码；STM32里加入基于STM32系列处理器开发的驱动代码；SYSTEM里加入系统所需的启动文件、中断向量表、核心板文件和编写的例程；CMSIS里加入core_cm3.c和system_stm32f10x.c这两个文件；最后APP里添加用户所要运行的线程文件application.c。

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（3）添加编译运行所需的文件定义。在Options for Target “RTthread_STM32”→C/C++选项里，Define一栏里加入USE_STDPERIPH_DRIVER，STM32F10X_HD，这是加入标准外设驱动，是程序在编译时寻找入口所用到的。在Include Paths一栏里加入编译器运行所需的文件路径，包括STM32固件库文件和RT-Thread内核文件和头文件。至此移植的准备工作已经完毕，可以写入应用程序进行测试了。 4 平台应用程序测试 5 结论

RT-Thread是一款优秀的实时微内核操作系统，特别适合那些程序存储器和数据存储器特别小的微处理芯片。同时其在商业上免费使用，随着其的广泛应用，必然会给信息化、网络化的发展提供更大的保障，降低产品的成本，为将来的网络应用提供另一个解决方案。 参考文献：

[1]李宁.基于MDK的STM32处理器开发应用[M].北京：北京航天航空大学出版社，2009 [2]张立勋.李雪伟.唐小景.STM32与LabVIEW 串行通信的设计[J].煤矿机械.2011.32（5）：215-217.

[3]陈志旺.STM32嵌入式微控制器快速上手[M].北京：电子工业出版社，2012. [4]RT-Thread操作系统.URL：http：//www.rt-thread.org/ [作者简介]

朱志国（1989-），安徽淮南人，安徽理工大学电气与信息工程学院电路与系统专业研究生，研究方向：智能控制与嵌入式开发。