开发环境：

MDK：Keil 5.30

开发板：N32G4FRML-STB 开发板

MCU：N32G4FRMEL7

RT-Thread版本：3.1.5

本文介绍如何基于 Keil MDK 移植 RT-Thread Nano ，并以一个 N32G4FRMEL7的基础工程作为示例进行讲解。RT-Thread Nano 已集成在 Keil MDK 中，可以直接在 IDE 中进行下载添加。本文档介绍了如何使用 MDK 移植 RT-Thread Nano，并以一个 N32G4FRMEL7的基础工程作为示例进行讲解。

移植 Nano 的主要步骤：

1.准备一个基础的 keil MDK 工程，并获取 RT-Thread Nano pack 安装包并进行安装。

2.在基础工程中添加 RT-Thread Nano 源码。

3.适配 Nano，主要从 中断、时钟、内存这几个方面进行适配，实现移植。

4.验证移植结果：编写第一个应用代码，基于 RT-Thread Nano 闪烁 LED。

5.最后可对 Nano 进行配置：Nano 是可裁剪的，通过配置文件 rtconfig.h 实现对系统的裁剪。

RT-Thread Nano可以使用MDK的Pack包，具体移植方法参看笔者文章。

RT-Thread Nano移植

笔者本文是基于RT-Thread Nano源码移植。

1 RT-Thread移植前的准备

准备一份基础的裸机源码工程，如一份 N32 的 LED 指示灯闪烁示例代码。

在移植 RT-Thread Nano 之前，我们需要准备一个能正常运行的裸机工程。作为示例，本文使用的是基于 N32G4FRMEL7的一个 LED 闪烁程序。

在我们的例程中主要做了系统初始化与 LED 闪烁功能，编译下载程序后，就可以看到 LED 闪烁了。读者可以根据自己的需要使用的芯片，准备一个类似的裸机工程。

还需下载 RT-Thread Nano源码，下载地址如下。

下载地址

2 添加 RT-Thread Nano 到工程

打开已经准备好的可以运行的裸机程序，将 RT-Thread 添加到工程。如下图所示。

Cortex-M 芯片内核移植代码：

context_rvds.s

cpuport.c

Kernel 文件包括：

clock.c

components.c

device.c

idle.c

ipc.c

irq.c

kservice.c

mem.c

object.c

scheduler.c

thread.c

timer.c

配置文件：

board.c

rtconfig.h

然后还需要包含RT-Thread Nano的头文件。

3 适配 RT-Thread Nano

3.2 中断与异常处理

RT-Thread 会接管异常处理函数 HardFault_Handler() 和悬挂处理函数 PendSV_Handler()，这两个函数已由 RT-Thread 实现，所以需要删除工程里中断服务例程文件中的这两个函数，避免在编译时产生重复定义。如果此时对工程进行编译，没有出现函数重复定义的错误，则不用做修改。

3.2 系统时钟配置

需要在 board.c 中实现 系统时钟配置（为 MCU、外设提供工作时钟）与 os tick 的配置（为操作系统提供心跳 / 节拍）。

如下代码所示，SystemCoreClockUpdate() 对系统时钟进行更新，_SysTick_Config() 配置了 OS Tick。

/* board.c */

/**
 * This function will initial your board.
 */
void rt_hw_board_init()
{
    /* System Tick Configuration */
    _SysTick_Config(SystemCoreClock / RT_TICK_PER_SECOND);

    /* Call components board initial (use INIT_BOARD_EXPORT()) */
#ifdef RT_USING_COMPONENTS_INIT
    rt_components_board_init();
#endif

#if defined(RT_USING_USER_MAIN) && defined(RT_USING_HEAP)
    rt_system_heap_init(rt_heap_begin_get(), rt_heap_end_get());
#endif
}

此处 OS Tick 使用滴答定时器 systick 实现，需要用户在 board.c 中实现 SysTick_Handler() 中断服务例程，调用 RT-Thread 提供的 rt_tick_increase() ，如下图所示。

由于HardFault_Handler()、PendSV_Handler()和 SysTick_Handler() 中断服务例程由用户在 board.c 中重新实现，做了系统 OS Tick，所以还需要删除工程里中原本已经实现的 HardFault_Handler()、PendSV_Handler()和 SysTick_Handler() ，避免在编译时产生重复定义。如果此时对工程进行编译，没有出现函数重复定义的错误，则不用做修改。

3.3 内存堆初始化

系统内存堆的初始化在 board.c 中的 rt_hw_board_init() 函数中完成，内存堆功能是否使用取决于宏 RT_USING_HEAP 是否开启，RT-Thread Nano 默认不开启内存堆功能，这样可以保持一个较小的体积，不用为内存堆开辟空间。

开启系统 heap 将可以使用动态内存功能，如使用 rt_malloc、rt_free 以及各种系统动态创建对象的 API。若需要使用系统内存堆功能，则打开 RT_USING_HEAP 宏定义即可，此时内存堆初始化函数 rt_system_heap_init() 将被调用，如下所示：

初始化内存堆需要堆的起始地址与结束地址这两个参数，系统中默认使用数组作为 heap，并获取了 heap 的起始地址与结束地址，该数组大小可手动更改，如下所示：

注意：开启 heap 动态内存功能后，heap 默认值较小，在使用的时候需要改大，否则可能会有申请内存失败或者创建线程失败的情况，修改方法有以下两种：

• 可以直接修改数组中定义的 RT_HEAP_SIZE 的大小，至少大于各个动态申请内存大小之和，但要小于芯片 RAM 总大小。
• 也可以参考《RT-Thread Nano 移植原理》——实现动态内存堆 章节进行修改，使用 RAM ZI 段结尾处作为 HEAP 的起始地址，使用 RAM 的结尾地址作为 HEAP 的结尾地址，这是 heap 能设置的最大值的方法。

4 编写第一个应用

移植好 RT-Thread Nano 之后，则可以开始编写第一个应用代码验证移植结果。此时 main() 函数就转变成 RT-Thread 操作系统的一个线程，现在可以在 main() 函数中实现第一个应用：板载 LED 指示灯闪烁，这里直接基于裸机 LED流水灯进行修改。

1.首先在文件首部增加 RT-Thread 的相关头文件 <rtthread.h> 。初始化静态线程结构体和线程栈。

#include <rtthread.h>
static struct rt_thread led_thread;

static char led_thread_stack[256];

2.编写线程入口函数

/**
  * [url=home.php?mod=space&uid=2666770]@Brief[/url]  LED线程函数
  * [url=home.php?mod=space&uid=3142012]@param[/url]  *parameter
  * @retval None
  */
static void led_thread_entry(void *parameter)
{
    while(1)
    {
        BSP_LED_Toggle(&BSP_LED_Dev0);
        rt_thread_mdelay(500);
        BSP_LED_Toggle(&BSP_LED_Dev1);
        rt_thread_mdelay(500);
        BSP_LED_Toggle(&BSP_LED_Dev2);
        rt_thread_mdelay(500);
    }
}

将延时函数替换为 RT-Thread 提供的延时函数 rt_thread_mdelay()。该函数会引起系统调度，切换到其他线程运行，体现了线程实时性的特点。

3.在 main() 函数中（也就是在 main 线程中）初始化 LED 引脚、初始化线程，并开始。

/**
  * @brief  mian
  * @param  None
  * @retval int
  */
int main(void)
{
    rt_err_t rst;    
    /*LED init*/
    BSP_LED_Init(&BSP_LED_Dev0);
    BSP_LED_Init(&BSP_LED_Dev1);
    BSP_LED_Init(&BSP_LED_Dev2);

    /*PB4复用Jtag*/
    /* 使能(开启)引脚对应IO端口时钟，因为引脚默认是JTAG功能，现在需要配置为其他功能，这里需要使能复用时钟 */  
    RCC_EnableAPB2PeriphClk(RCC_APB2_PERIPH_AFIO, ENABLE);
  
    /* Disable the Serial Wire Jtag Debug Port*/
    GPIO_ConfigPinRemap(GPIO_RMP_SW_JTAG_NO_NJTRST, ENABLE);

    rst = rt_thread_init(&led_thread,
                        "ledshine",
                        led_thread_entry,
                        RT_NULL,
                        &led_thread_stack[0],
                        sizeof(led_thread_stack),
                        RT_THREAD_PRIORITY_MAX-2,
                        20);
    if(rst == RT_EOK)
    {
        rt_thread_startup(&led_thread);
    }
}

编译程序之后下载到芯片就可以看到基于 RT-Thread 的程序运行起来了，可以看到三个LED灯不同地闪烁。

注意：当添加 RT-Thread 之后，裸机中的 main() 函数会自动变成 RT-Thread 系统中 main 线程 的入口函数。由于线程不能一直独占 CPU，所以此时在 main() 中使用 while(1) 时，需要有让出 CPU 的动作，比如使用 rt_thread_mdelay() 系列的函数让出 CPU。

与裸机 LED 闪烁应用代码的不同：

1). 延时函数不同： RT-Thread 提供的 rt_thread_mdelay() 函数可以引起操作系统进行调度，当调用该函数进行延时时，本线程将不占用 CPU，调度器切换到系统的其他线程开始运行。而裸机的 delay 函数是一直占用 CPU 运行的。

2). 初始化系统时钟的位置不同：移植好 RT-Thread Nano 之后，不需要再在 main() 中做相应的系统配置（如 hal 初始化、时钟初始化等），这是因为 RT-Thread 在系统启动时，已经做好了系统时钟初始化等的配置。

5 配置 RT-Thread Nano

用户可以根据自己的需要通过修改 rtconfig.h 文件里面的宏定义配置相应功能。

RT-Thread Nano 默认未开启宏 RT_USING_HEAP，故只支持静态方式创建任务及信号量。若要通过动态方式创建对象则需要在 rtconfig.h 文件里开启 RT_USING_HEAP 宏定义。

MDK 的配置向导 configuration Wizard 可以很方便的对工程进行配置，Value 一栏可以选中对应功能及修改相关值，等同于直接修改配置文件 rtconfig.h。更多细节配置详见 《 RT-Thread Nano 配置》。