关于contiki系统到STM32的移植

电子工程师 2017-11-29 1680

控制/MCU

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描述

1.contiki简介

“Contiki是一个小型的，开源的，极易移植的多任务操作系统。它专门设计以适用于一系列的内存优先的网络系统，包括从8位电脑到微型控制器的嵌入系统。它的名字来自于托尔·海尔达尔的康提基号。Contiki只需几kilobyte的代码和几百字节的内存就能提供多任务环境和内建TCP/IP支持。

2.移植前的准备

首先建立一个最简单工程。一个最简单的任务莫过于LED闪烁了，从学习51单片机开始，到AVR，到ARM，从移植uCOS到移植contiki。LED闪烁无疑是最棒的任务。假设这个任务就是LED点亮1秒，然后LED熄灭1秒。Contiki的采用事件驱动机制，那么如何才能够产生“事件“呢。答案只有两个：第一，通过时钟定时，定时事件到就产生一个事件；第二，通过某种中断，某个中断发生，就产生某个事件例如外部中断。那么移植contiki到底要做哪些工作呢。先来回顾一下uCOS在STM32移植，uCOS的移植也就是做了两件事情，第一，在PendSV这个异常中断中，保存上下文；第二，使用systick提供系统时钟。由于contiki是非抢占的操作系统，所以移植时并不需要PendSV中保存上下文。那么时钟一定是必要的，移植contiki的移植重点就应该在systick上。

先上全部的代码，给大家一个整体的印象。

#include "stm32f10x.h"

#include

unsigned int idle_count = 0;

void led_init();

PROCESS(blink_process, "Blink");

AUTOSTART_PROCESSES(&blink_process);

PROCESS_THREAD(blink_process, ev, data)

{

PROCESS_BEGIN();

while(1)

{

static structetimer et;

etimer_set(&et, CLOCK_SECOND);

PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL(etimer_expired(&et));

//打开LED

GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);

printf("LEDON\r\n");

etimer_set(&et, CLOCK_SECOND);

PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL(etimer_expired(&et));

//关闭LED

GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);

printf("LEDOFF\r\n");

}

PROCESS_END();

}

int main()

{

dbg_setup_uart();

led_init();

printf("Initialising\r\n");

clock_init();

process_init();

process_start(&etimer_process,NULL);

autostart_start(autostart_processes);

//process_start(&blink_process,NULL);

printf("Processesrunning\r\n");

while(1) {

{

}

while(process_run()> 0);

idle_count++;

/* Idle! */

/* Stop processor clock */

/* asm("wfi"::); */

}

return 0;

}

void led_init()

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);

//PC6 推挽输出

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_6;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);

}

3.寻找一些线索

阅读contiki-2.5 源码中，stm32移植的相关内容分散在两个文件夹中，第一， cpu\arm\stm32f103，这个文件夹存放的stm32移植的相关文件；第二，platform\stm32test，这个文件夹中有一个不是那么完整的例子。具体的源码如下：

#include

unsigned int idle_count = 0;

int

main()

{

dbg_setup_uart();

printf("Initialising\n");

clock_init();

process_init();

process_start(&etimer_process,NULL);

autostart_start(autostart_processes);

printf("Processesrunning\n");

while(1) {

do {

} while(process_run()> 0);

idle_count++;

/* Idle! */

/* Stop processor clock */

/* asm("wfi"::); */

}

return 0;

}

简单分析一下，首先文件中包含了一些头文件。看着有点熟悉，应该是V2.0库的头文件，后面的移植工作会全部替换掉，使用V3.4的库文件。在main函数中，第一步初始化串口并通过串口发送某些信息。接着，初始化时钟，通过跟踪源代码，发现clock_init函数位于cpu\arm\stm32f103文件夹中的clock文件夹中。具体的函数如下：

void

clock_init()

{

NVIC_SET_SYSTICK_PRI(8);

SysTick->LOAD= MCK/8/CLOCK_SECOND;

SysTick->CTRL= SysTick_CTRL_ENABLE | SysTick_CTRL_TICKINT;

}

这段代码的原理也非常的简单，初始化systick定时器。其功能是每秒发生CLOCK_SECOND次溢出。配置了systick也少不了systick中断了，systick的中断的源码如下：在systick中断中不断更新了etimer，有了时钟contiki就可以运行了。

4.开始移植先在clock源文件中添加头文件

#include "stm32f10x.h"

#include "stm32f10x_it.h"

删除原来的

#include

把systick初始化改成

void

clock_init()

{

if (SysTick_Config(SystemCoreClock / CLOCK_SECOND))

{

while(1);

}

把systick中断改为

void SysTick_Handler(void)

{

current_clock++;

if(etimer_pending()&& etimer_next_expiration_time()<= current_clock) {

etimer_request_poll();

// printf("%d,%d\n",clock_time(),etimer_next_expiration_time ());

}

if (--second_countdown== 0) {

current_seconds++;

second_countdown = CLOCK_SECOND;

}

最后，把stm32f10x_it.c的void SysTick_Handler(void){}删除。。再来配置一下debug接口。配置串口位于debug_uart文件中，我把原代码中的DMA相关代码删除，只剩串口初始化和fputc函数。具体的代码如下：

void

dbg_setup_uart_default()

{

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

//使能GPIOA时钟

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA\

| RCC_APB2Periph_USART1 ,ENABLE);

//PA9 TX1 复用推挽输出

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_9;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

//PA10 RX1 浮动输入

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_10;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);

USART_InitStructure.USART_BaudRate= 9600;

USART_InitStructure.USART_WordLength= USART_WordLength_8b;

USART_InitStructure.USART_StopBits= USART_StopBits_1;

USART_InitStructure.USART_Parity= USART_Parity_No;

USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl= USART_HardwareFlowControl_None;

USART_InitStructure.USART_Mode= USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);

//使能USART1

USART_Cmd(USART1,ENABLE);

}

int fputc(intch, FILE* f)

{

USART_SendData(USART1,(uint8_t)ch);

while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE)== RESET );

return ch;

}

5.新建一个任务

通过上网搜索和阅读书籍，我写了以下任务。

PROCESS(blink_process, "Blink");

AUTOSTART_PROCESSES(&blink_process);

PROCESS_THREAD(blink_process, ev, data)

{

PROCESS_BEGIN();

while(1)

{

static structetimer et;

etimer_set(&et, CLOCK_SECOND);

PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL(etimer_expired(&et));

//打开LED

GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);

printf("LEDON\r\n");

etimer_set(&et, CLOCK_SECOND);

PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL(etimer_expired(&et));

//关闭LED

GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);

printf("LEDOFF\r\n");

}

PROCESS_END();

}

该任务是从contiki-2.5中例子修改而来的。任务非常的简单，打开LED，通过串口发送提示信息，然后关闭LED，通过串口发送提示信息。

【1】PROCESS(blink_process,"Blink");相关于函数的声明

【2】AUTOSTART_PROCESSES(&blink_process);是指该任务自动启动，也可以调用process_start函数启动任务。AUTOSTART_PROCESSES其实也是一个宏东定义：

#if ! CC_NO_VA_ARGS

#if AUTOSTART_ENABLE

#define AUTOSTART_PROCESSES(...) \

struct process * const autostart_processes[]= {__VA_ARGS__, NULL}

#else //AUTOSTART_ENABLE

#define AUTOSTART_PROCESSES(...) \

extern int _dummy

#endif //AUTOSTART_ENABLE

#else

#error "C compiler must support __VA_ARGS__ macro"

#endif

要想使用它的话，还需要添加AUTOSTART_ENABLE定义。

#define AUTOSTART_ENABLE 1

最后请大家不要忘记LED相关IO口的初始化操作。请查看前文代码。

6.实验结果

先给出contiki的IAR 工程目录和文件目录

再来一个头文件包含路径：

$PROJ_DIR$\CMSIS

$PROJ_DIR$\StdPeriph_Driver\inc

$PROJ_DIR$\User

$PROJ_DIR$\contiki-2.5\core

$PROJ_DIR$\contiki-2.5\core\sys

$PROJ_DIR$\contiki-2.5\core\lib

$PROJ_DIR$\contiki-2.5\cpu

【小技巧】在编译文件的时候会发生一些莫名奇妙的警告，这个警告产生的原因是 linux的文件换行和window文件换行不同！采用以下方法可以屏蔽这个警告，如下图所示：

如果移植顺利的话，就可以看到以下实验结果。

写到这里你会发现，contiki的移植还是非常简单的。

STM32单片机中文官网
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