RT-Thread内核实现与应用开发实战指南：基于STM32
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第1章
新建RT-Thread工程——软件仿真

在开始编写RT-Thread内核之前，我们先新建一个RT-Thread工程，Device选择Cortex-M3（Cortex-M4或Cortex-M7）内核的处理器，调试方式选择软件仿真，然后我们开始一步一步地教大家把RT-Thread内核写出来，让大家彻底明白RT-Thread的内部实现和设计思想，最后把RT-Thread移植到野火STM32开发板上。最后的移植其实已经非常简单，只需要换一下启动文件并添加bsp驱动即可。

1.1 新建本地工程文件夹

在开始新建工程之前，我们先在本地计算机中新建一个文件夹用于存放工程。可将文件夹命名为“新建RT-Thread工程——软件仿真”（名字可以随意设置），然后在该文件夹下新建各个文件夹和文件，有关这些文件夹的包含关系和作用如表1-1所示。

表1-1 工程文件夹根目录下的文件夹及作用

1.2 使用KEIL新建工程

开发环境我们使用KEIL5，版本为5.23，高于或者低于5.23均可，但应为版本5系列。

1.2.1 New Project

首先打开KEIL5软件，新建一个工程，工程文件放在目录Project下面，命名为Fire_RT-Thread，其中Fire表示“野火”，当然也可以为其他名称，但是应注意必须用英文，不能用中文。

1.2.2 Select Device for Target

设置好工程名称，确定之后会弹出相应Select Device for Target对话框，选择处理器，这里选择ARMCM3，也可根据Device型号选择ARMCM4或ARMCM7，如图1-1～图1-3所示。

图1-1 选择ARMCM3

图1-2 选择ARMCM4

图1-3 选择ARMCM7

1.2.3 Manage Run-Time Environment

选择好处理器后，单击OK按钮将弹出Manage Run-Time Environment对话框。这里在CMSIS栏中选中CORE，在Device栏中选中Startup文件即可，如图1-4所示。

图1-4 Manage Run-Time Environment对话框

单击OK按钮，关闭Manage Run-Time Environment对话框之后，刚刚选择的CORE和Startup这两个文件就会添加到工程组中，如图1-5所示。

图1-5 CORE（即system）和Startup文件

这两个文件刚开始都是存放在KEIL的安装目录下，当配置Manage Run-Time Environment对话框之后，软件就会把选中的文件从KEIL的安装目录复制到我们的工程目录Project\RTE\Device\ARMCM3（ARMCM4或ARMCM7）下面。其中startup_ARMCM3.s（startup_ARMCM4.s或startup_ARMCM7.s）是用汇编语言编写的启动文件，system_ARMCM3.c（system_ARMCM4.c或system_ARMCM7.c）是用C语言编写的与时钟相关的文件。若想了解更加具体的内容，可直接阅读这两个文件的源码。只要是Cortex-M3（Cortex-M4或Cortex-M7）内核的单片机，这两个文件都适用。

1.3 在KEIL工程中新建文件组

在KEIL工程中添加user、rtt/ports、rtt/source和doc这4个文件组，用于管理文件，如图1-6所示。

图1-6 新添加的文件组

对于初学者，有一个问题就是如何添加文件组。具体的方法为右击Target 1，在弹出的快捷菜单中选择Add Group..．命令即可，如图1-7所示。需要多少个组，就按此步骤操作多少次。

图1-7 添加组

1.4 在KEIL工程中添加文件

图1-8 向组中添加文件

在工程中添加好组之后，需要把本地工程中创建好的文件添加到工程里面。具体操作为把readm. txt文件添加到doc组，把main.c文件添加到user组，至于RT-Thread相关的文件目前还没有编写，那么RT-Thread相关的组暂时为空，如图1-8所示。

对于初学者，有一个问题是如何将本地工程中的文件添加到工程组中。具体的方法为双击相应的组，在弹出的文件对话框中找到要添加的文件，默认的文件类型是C文件。如果要添加的是文本或者汇编文件，那么此时将看不到这类文件，这时就需要将“文件类型”设置为All files，最后单击Add按钮即可，如图1-9所示。

图1-9 向组中添加文件的方法

下面编写main()函数。

一个工程中如果没有main()函数是无法编译成功的，因为系统在开始执行时先执行启动文件里面的复位程序，复位程序中会调用C库函数__main, __main的作用是初始化系统变量，如全局变量，以及只读的、可读可写的变量等。__main最后会调用__rtentry，再由__rtentry调用main()函数，从而由汇编跳入C的世界，这里的main()函数就需要我们手动编写，如果没有编写main()函数，就会出现main()函数未定义的错误，如图1-10所示。

图1-10 未定义main()函数的错误

main()函数写在main.c文件中，因为是刚刚新建的工程，所以main()函数暂时为空，具体参见代码清单1-1。

代码清单1-1 main()函数

      1 /＊
      2 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
      3 ＊                                      main()函数
      4 ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
      5 ＊/
      6 int main(void)
      7 {
      8      for (; ; )
      9      {
    10          /＊ 无操作 ＊/
    11      }
    12 }

1.5 调试配置

1.5.1 设置软件仿真

完成上述操作后，再配置一下调试相关的参数即可。为了方便，本书全部代码都用软件仿真，既不需要开发板，也不需要仿真器，只需要一个KEIL软件即可。有关软件仿真的具体配置如图1-11所示。

图1-11 软件仿真的配置

1.5.2 修改时钟大小

在时钟相关文件system_ARMCM3.c（system_ARMCM4.c或system_ARMCM7.c）的开头，有一段代码定义了系统时钟的频率为25MHz，具体参见代码清单1-2。在软件仿真时，要确保时间的准确性，代码中系统时钟与软件仿真的时钟必须一致，所以Options for Target对话框中Target选项卡中的时钟频率应该由默认的12改成25，如图1-12所示。

图1-12 软件仿真时钟配置

代码清单1-2 时钟相关宏定义

    1 #define __HSI               ( 8000000UL)
    2 #define __XTAL              ( 5000000UL)
    3
    4 #define __SYSTEM_CLOCK     (5＊__XTAL) /＊ 5＊5000000=25M＊/

1.5.3 添加头文件路径

应在C/C++选项卡中指定工程头文件的路径，否则编译会出错。头文件路径的具体指定方法如图1-13所示。

图1-13 指定头文件的路径

至此，一个完整的基于Cortex-M3（Cortex-M4或Cortex-M7）内核的RT-Thread软件仿真工程建立完毕。

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