如何使用stm32CubeMX建立基于hal的裸机工程？

刚换了工作，最近接触了一个项目，使用的是stm32低功耗系列，系统是华为的物联网 liteOS操作系统，框架为touchGFX ui框架;
由于之前接触底层较多因此就想自己移植一个liteos 以及touchgfx到自己的stm32开发板上，刚好自己也有个开发板,开发板是stm32f103zet6这款是大二买的买了就凉着了，是战舰的v1版本；
目的：想通过这个过程，让自己更深刻的理解项目的架构，底层与上层，以及底层代码的组织结构，操作系统的代码组织结构，底层代码如何和系统交互，底层如何跟框架衔接，如何跟liteos衔接等等；
从零开始首先建立裸机的工程，使用st公司的软件，不得不说这个软件太强大了，强大到你用了之后你感觉自己成了一个废人（自己做的事情太少），stm32CubeMX直接生成工程，这里不多做介绍，
一，stm32 基于hal库的裸机工程，移植liteos；
这里发现了华为liteos官网有很详细的介绍，觉得完全没必要重写，因此可以直接参考官网；
包括裸机工程的建立和liteos的移植；
https://support.huaweicloud.com/bestpractice-LiteOS/zh-cn_topic_0145350106.html
使用stm32CubeMX可以建立基于hal的裸机工程，这里常用的简单分为两种，keil和iar ，我这里使用iar工程；
遇到的问题：
1，串口通信出现乱码；
这个问题浪费了我三四天时间，串口在移植完，重定向之后，操作系统的打印信息会从这个串口输出，所以相当重要，由于我的开发板比较老，当串口出现乱码的时候总以为晶振配置的有问题，然后看原理图和开发板，发现外部晶振是12m，而stm32CubeMX上外部晶振为8M，再上百度修改库文件 里的晶振；总之试了好几天一直都是乱码，最后发现是吧串口搞错了，根本晶振什么的完全不用改，就按上面链接里的来设置串口和led都是ok的；一定要搞清楚哪个串口是你用的（是的，这是比较低级的错误），也就是你设置的串口到底对应物理串口是哪个，这里我一直以为是com3，其实是com4；






2 一个需要额外设置的是stjlink调试（这里的额外是相对于华为官网的指导来说），如果不设置这个，在使用stjlink调试的时候会遇到问题导致不能调试；





3.第二个需要额外设置的用来支持串口的接收数据（中断模式），需要打开串口中断使能；





搭建裸机工程之后，编写了led和串口的中断收发测试程序功能已验证，供大家参考；
led这里的led为PB5，也可以自己加PE5
   
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5,GPIO_PIN_SET );
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
      HAL_UART_Transmit(&huart1, tData, sizeof(tData), 1000);      
      HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_1);
      HAL_Delay(500);
串口的中断收发例程，库函数太完备，我们能做的事情太少；
只需要在主函数中打开uart1的接收中断，并重写中断回调函数；
main函数中加入下面一行；
HAL_UART_Receive_IT(&huart1, rData, 1); 重写中断回调函数，这里不是c++中的重载，HAL_UART_RxCpltCallback 这个函数在库中已经存在，只是被定义为弱符号，__weak，我们在main中重写，编译器链接运行将使用我们写的函数；

void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
        /* 接收一个字节数据直接发出去 */
        HAL_UART_Transmit(&huart1, rData, 1, 1000);       
        /* 每次需要重新初始化接收结构体指针 */
        HAL_UART_Receive_IT(&huart1, rData, 1);
}
这样两个测试例程都已经正常运行了





这时候裸机工程验证完毕；
二 ，紧接着一步将printf重定向到串口1上，这一步很重要，因为当移植玩操作系统之后，操作系统的启动信息都是使用标准库中的printf打印到串口上，而printf是用putchar实现的；
由于我们只需要输出消息也就是将操作系统的信息使用printf打印出来而不需要使用scanf获取输入，基于上面串口的功能，只重定向fputc

添加uart.h ，uart.c文件如下:


#ifndef __UART_H__
#define __UART_H__
#include "stdio.h"
#include "stdint.h"


int fputc(int ch, FILE *f);

#endif
#include "uart.h"
#include "stdio.h"
#include "stm32f1xx_hal.h"
extern UART_HandleTypeDef huart1;

///重定向c库函数printf到USART1
int fputc(int ch, FILE *f)
{
    uint8_t p = ((uint8_t)ch);
    /* 发送一个字节数据到USART1 */
    HAL_UART_Transmit(&huart1,&p,1, 1000);
    return (p);
}
此函数会覆盖标准库中的fputc；


验证遇到的问题；使用Hal_DELAY()函数后遇到死循环；


需要调用HAL_IncTick（）函数，代码见附件


void SysTick_Handler(void)
{
    if (g_bSysTickStart)
    {
        osTickHandler();
    }
    else
    {
        g_ullTickCount++;
    }
    HAL_IncTick();
}


三，最后是liteos的移植，移植过程见最上面的链接；
操作系统liteOS的主要模块包括：
任务
提供任务的创建、删除、延迟、挂起、恢复等功能，以及锁定和解锁任务调度。支持任务按优先级高低的抢占调度及同优先级时间片轮转调度。
任务同步

• 信号量：支持信号量的创建、删除、申请和释放等功能。
  
• 互斥锁：支持互斥锁的创建、删除、申请和释放等功能。
  
  

硬件相关
提供中断、定时器等功能。

• 中断：提供中断的创建、删除、使能、禁止、请求位的清除等功能。
  
• 定时器：提供定时器的创建、删除、启动、停止等功能。
  
  

IPC通信
提供事件、消息队列功能。

• 事件：支持读事件和写事件功能。
  
• 消息队列：支持消息队列的创建、删除、发送和接收功能。
  
  

时间管理

• 系统时间：系统时间是由定时/计数器产生的输出脉冲触发中断而产生的。
  
• Tick时间：Tick是操作系统调度的基本时间单位，对应的时长由系统主频及每秒Tick数决定，由用户配置。
  
• 软件定时器：以Tick为单位的定时器功能，软件定时器的超时处理函数在系统创建的Tick软中断中被调用。
  
  

内存管理

• 提供静态内存和动态内存两种算法，支持内存申请、释放。目前支持的内存管理算法有固定大小的BOX算法、动态申请SLAB、DLINK算法。
  
• 提供内存统计、内存越界检测功能。
  
  

以上是liteos系统的主要职能，可以发现不像linux操作系统，linux内核中包含的全量的驱动程序，这也是liteos能这么小的原因，因此串口重定向的任务才需要在裸机的时候完成，使用的就是hal的抽象层接口；
操作系统移植完成之后烧录，启动串口打印如下：





到此，liteos就在开发板中正常运行了...
工程代码见附件！