hpm5361在rtthread轻松搞起USB转换器

一、概述

    在半个月前，先楫发布了rtthread bsp 1.3.0版本，该版本其中一个功能就是加入了hpm5300的支持，对应的板型是hpm5300evk，对应的芯片型号是hpm5361。从先楫官方的数据手册可知，除了丰富的电机外设，也有对应的丰富通讯外设接口。这里只截图了通讯接口部分，其他功能可以详情看对应的数据手册。

 

    对应的rtthread设备驱动框架中，先楫也做好了不少外设，其中包括了gpio, uart, spi, timer, i2c, usb, canfd等。

    

    本来主要着重于利用rtthread的芯片设备驱动，制作一个USB转换器，USB CDC转换SPI、IIC、CAN这三个设备，方便用户可以简单验证外设功能以及调试需要。

本文的code例子，找到usb_converter 链接:  

https://gitee.com/RCSN/hpmicro_rtthread_demo  

 

二、开发流程

（一）链接

    1、rtthread的bsp包安装教程详看先楫官方公众号发布的文章：【重磅来袭】RT-Thread BSP v1.3.0 发布

 

    2、既然是USB转换器，那就需要一个PC端的上位机进行数据简易转换收发，主要实现了USB转SPI/IIC/CAN，使用QT开发，code仓库也提供代码盒可执行文件。

 

 

（二）新建工程

    这里使用模板工程进行新建，调试器选择FT2232。

 

（三）外设驱动加入

    这里使用到了USB、SPI、I2C、CAN，故在硬件的芯片设备驱动中需要选择以下：

    

    组件中，确保CAN、I2C、SPI的设备驱动程序对应使能

 

（四）添加软件包(cherryusb加入和配置)

    在软件包中搜索cherryusb，进行添加。

 

    点击右键选择配置项

 

    分别使能USB device模式，速度选择HS，USB IP选择HPM，并使能usb cdc设备类型。

 

（五）加入应用

    1、以上配置完成后，进行编译下，发现会报错提示没有usb_config.h这个头文件

 

    该头文件主要是需要用户自行配置USB相关参数，cherryusb也提供了该模板文件，在仓库的主目录中cherryusb_config_template.h

 

    2、由此我们可以在工程下右键新建一个文件夹，可叫usb2xxx，里面再新建一个inc和src文件夹，以及再新建个SConscript文件

 

    SConscript文件中写入添加Inc包含，以及src下的所有文件加入。

    cherryusb_config_template.h改名为usb_config.h，并放在usb2xxx的inc中

    需要注意配置的是，USB的printf和malloc free需要切换为rtthread的对应API

 

    先楫有自身的usb vid参数，可以在config中加入。

 

3、USB打开与关闭设备操作流程

    这里以SPI设备作为例子

    USB tools的设备打开和关闭操作主要通过转换cdc的配置参数进行，比如设置波特率、parity和stop位来表示SPI的数据模式和传输模式。    在QT的源码中可以看到：

 

  下位机中, cherryusb的串口配置同样提供了回调 usbd_cdc_acm_set_line_coding这个API，我们需要把对应的串口配置保存起来，在一个线程里面进行处理判断USB设备的打开和关闭。

 

    这些串口参数根据上位机进行解析判断打开或者关闭的是哪个设备，比如SPI。

 

    验证打开下SPI。

 

    通过msh打印可知道，下位机解析设备完成，同样I2C和CAN也是如此

 

4、外设收发与初始化

    在设备框架中，rtthread对于设备的操作无非就是open, close, config, write, read等操作，同样先楫也对应做好了适配

（1）SPI

    在rtthread官方文档中

https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/device/spi/spi

 

    配置SPI设备使用的是rt_spi_configure 这个API

 

    对于config参数如下解释

 

    如此一来可以封装如下：

 

    对于SPI的收发，rtthread同样也提供了对应接口

 

    同样进行封装

 

（2）I2C

    在rtthread官方文档中 

 https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/device/i2c/i2c

 

  对于I2C的数据收发，提供了rt_i2c_master_send和rt_i2c_master_recv两个API，以此可以进行封装

 

（3）CAN

 同样rtthread也有对应的文档说明 

https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/device/can/can

    先楫在适配CAN设备的时候，支持了硬件滤波组

 

    在接收上，可以设置接收回调函数，该函数可以发送一个事件或者信号量通知CAN数据处理线程有数据到达，可以进行接收。

 

5、USB数据转换

    通过以上的外设数据收发API封装，可以在USB的接收中，也类似做个回调，发送信号量通知处理

 

三、验证

    在I2C中，另外一块HPM5300EVK烧录hpm_sdk的从机例子，读取地址为0x16，读取8字节，接收消息中可以显示到

    

    在SPI中，另外一块HPM5300EVK烧录hpm_sdk的从机例子，进行数据收发，USB转换器可以正常显示收发

 

    在CAN中，使用CAN盒进行收发，也可正常显示收发。

 

四、结论

1、先楫对接rtthread的设备驱动丰富，基本的通讯外设都可以使用rtthread的外设设备框架，保证项目的无缝切换。

 

2、使用rtthread的设备驱动框架，可以无需太多理解底层，只需关注应用开发，实现快速开发。

 

3、rtthread的文档相对丰富，从快速上手到内核、设备驱动、组件、软件包等都有对应的说明。

 

链接：https://www.rt-thread.org/document/site/#/

 

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原文标题：hpm5361在rtthread轻松搞起USB转换器

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