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第一部分NUCLEO-U575ZI-Q 开发板 BSP 说明

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简介

本文档为 liukang 为 NUCLEO-U575ZI-Q 开发板提供的 BSP (板级支持包) 说明。

主要内容如下:

  • 开发板资源介绍
  • BSP 快速上手
  • 进阶使用方法

通过阅读快速上手章节开发者可以快速地上手该 BSP将 RT-Thread 运行在开发板上。在进阶使用指南章节,将会介绍更多高级功能,帮助开发者利用 RT-Thread 驱动更多板载资源。

开发板介绍

STM32U575ZI 是 ST 推出的一款基于 ARM Cortex-M33 内核的开发板,最高主频为 160 Mhz该开发板具有丰富的板载资源可以充分发挥 STM32U575 的芯片性能。

开发板外观如下图所示:

board

该开发板常用 板载资源 如下:

  • MCUSTM32U575ZI主频 160 MHz2048KB FLASH 786KB RAM
  • 常用接口USB 转串口、USB 接口、arduino 接口等
  • 调试接口,标准 JTAG/SWD

开发板更多详细信息请参考 ST STM32U575ZI

外设支持

本 BSP 目前对外设的支持情况如下:

板载外设 支持情况 备注
USB 转串口 支持
片上外设 支持情况 备注
GPIO 支持
UART 支持 UART1

使用说明

使用说明分为如下两个章节:

  • 快速上手

    本章节是为刚接触 RT-Thread 的新手准备的使用说明,遵循简单的步骤即可将 RT-Thread 操作系统运行在该开发板上,看到实验效果 。

  • 进阶使用

    本章节是为需要在 RT-Thread 操作系统上使用更多开发板资源的开发者准备的。通过使用 ENV 工具对 BSP 进行配置,可以开启更多板载资源,实现更多高级功能。

快速上手

本 BSP 为开发者提供 MDK5 和 IAR 工程,并且支持 GCC 开发环境。下面以 MDK5 开发环境为例,介绍如何将系统运行起来。

硬件连接

使用数据线连接开发板到 PC打开电源开关。

编译下载

双击 project.uvprojx 文件,打开 MDK5 工程,编译并下载程序到开发板。

工程默认配置使用 ST_LINK 仿真器下载程序,在通过 ST_LINK 连接开发板的基础上,点击下载按钮即可下载程序到开发板

运行结果

下载程序成功之后系统会自动运行LED闪烁。

连接开发板对应串口到 PC , 在终端工具里打开相应的串口115200-8-1-N复位设备后可以看到 RT-Thread 的输出信息:

 \ | /
- RT -     Thread Operating System
 / | \     4.0.4 build Nov 14 2021 21:15:06
 2006 - 2021 Copyright by rt-thread team
msh >

进阶使用

此 BSP 默认只开启了 GPIO 和 UART1 的功能,如果需使用更多高级功能,需要利用 ENV 工具对BSP 进行配置,步骤如下:

  1. 在 bsp 下打开 env 工具。

  2. 输入menuconfig命令配置工程,配置好之后保存退出。

  3. 输入pkgs --update命令更新软件包。

  4. 输入scons --target=mdk4/mdk5/iar 命令重新生成工程。

本章节更多详细的介绍请参考 STM32 系列 BSP 外设驱动使用教程

注意事项

  • 调试串口为 UART1 1 映射说明

    PA9     ------> USART1_TX
    PA10     ------> USART1_RX
    

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第二部分NUCLEO-U575ZI-Q 上手指南

NUCLEO-U575ZI-Q 上手指南是通过使用 SPI1 驱动 RW007 模块实例进行介绍,实现 NUCLEO-U575ZI-Q 入门

准备工作

在 NUCLEO-U575ZI-Q 驱动RW007畅快跑起来之前,以下准备工作必不可少,你将需要:

1.NUCLEO-U575ZI-Q 开发板
2.RW007 WiFi 模块
3.Mini-USB 连接线(连接开发板与电脑)
4.ENV 编译构建环境(安装使用说明
5.开发常用软件git、Keil5、STM32CubeMX、串口调试等

开始上路

RT-Thread 包含了 RW007 的软件包,用户无需自己编写驱动程序,下面以 SPI 模式为例,介绍如何在 NUCLEO-U575ZI-Q 上驱动 RW007 模块,并完成 AP 扫描、连接等基本 WiFi 功能。

硬件连接

得益于 Nucleo 上的 Arduino 接口,只需把 RW007 往开发板上一插,即可完成了两者的硬件连接。

根据下面原理图可查找各 IO 接口与功能之间的对应关系表如下:

|STM32引脚名 | 封装管脚序号  |Arduino接口序号|	功能       |   
|PA5        |	5	       |D13	          |BOOT0/CLK  |  
|PA6        |	6	       |D12           |MISO       |  
|PA7        |	7	       |D11	          |MOSI       |    
|PD14       |	62         |D10	          |BOOT1/CS   |  
|PD15       |	63	       |D9	          |INT/BUSY   |  
|PF12       |	92	       |D8	          |RESET      |  

STM32 bsp 配置Menuconfig

1.下载 RT-Thread源码

GitHub链接https://github.com/RT-Thread/rt-thread
打开 rt-thread\bsp\stm32 目录,能看到 RT-Thread 所支持的开发板型号,把 RT-Thread 在 STM32 上跑起来并不是一件难事,但在编译内核组件之前,要对 bsp 进行简单配置。本次实验所使用的 bsp 为 stm32u575-st-nucleo。

2.通过 CubeMX 配置 SPI 初始化程序

一般 STM32 系列的引脚分配可以通过对应 BSP 中board\CubeMX_Config目录下的CubeMX_Config.ioc打开 CubeMX 工程,进行配置 SPI1并生成代码保存退出即可 。

3.通过menuconfig配置 RW007 软件包

进入 rt-thread\bsp\stm32\stm32u575-st-nucleo 文件夹,右键打开 ENV 窗口(前提是已在 Windows 下搭好 ENV 环境),输入 menuconfig 进行系统配置:

3.1开启 SPI 设备

开发板与模块的通讯依赖 SPI 设备,在 bsp 中已经实现了 SPI 驱动,只需在设置中打开即可使用。 进入 Hardware Drivers Config ---> 下的 On-chip Peripheral Drivers,勾选 Enable SPI BUS ---> 选项,并按回车键进入,进一步选中 Enable SPI1 BUS,完成配置:

如果在 bsp 中的 menuconfig 中没有对应 spi的配置可以通过修改 Kconfig文件增加对应spi的配置。 Kconfig 的路径在board/Kconfig menu "On-chip Peripheral Drivers"下面添加 SPI1的配置。

menuconfig BSP_USING_SPI
	bool "Enable SPI BUS"
	default n
	select RT_USING_SPI
	if BSP_USING_SPI
	    config BSP_USING_SPI1
	        bool "Enable SPI1 BUS"
	        default n
	
	    config BSP_SPI1_TX_USING_DMA
	        bool "Enable SPI1 TX DMA"
	        depends on BSP_USING_SPI1
	        default n
	        
	    config BSP_SPI1_RX_USING_DMA
	        bool "Enable SPI1 RX DMA"
	        depends on BSP_USING_SPI1
	        select BSP_SPI1_TX_USING_DMA
	        default n
			
	endif

3.2配置 RW007 软件包

RT-Thread 通过软件包的形式,对 RW007 模块提供配套驱动支持,系统默认选项不包含软件包,用户需手动开启:通过 Esc 键回到 Menuconfig 主界面,依次进入 RT-Thread online packages --->IoT - internet of things --->Wi-Fi --->,勾选 rw007: SPI WIFI rw007 driver ---> 选项:
RW007 软件包 Github 仓库链接:RT-Thread-packages/rw007: RW007 (SPI Wi-Fi module) driver for RT-Thread

紧接着按下 Enter 键进一步设置软件包参数,完成 SPI 总线和 IO 的配置,更改总线设备名称 RW007 BUS NAME 为 spi1,然后配置 SPI 控制 IO各管脚号依次按下图序号填入

3.3开启 WiFi 框架

RW007 驱动使用了 WLAN 相关的接口,按以下选项路径打开 WiFi 框架:RT-Thread Components --->Device Drivers --->Using WiFi --->,勾选 Using Wi-Fi framework

3.4保存 Menuconfig 配置

完成了上面的 3 步bsp 配置算大功告成了,但最最重要的一步不能漏,保存 Menuconfig 配置:直接一路狂按 Esc 键退出,在保存提示窗口中选择 Yes 确认即可。

4.修改部分工程代码

打开工程,将 rw007_stm32_port.c 文件中 wifi_spi_device_init(void) 函数内容替换成下面的代码:

int wifi_spi_device_init(void)
{
    char sn_version[32];

    rw007_gpio_init();
    rt_hw_spi_device_attach(RW007_SPI_BUS_NAME, "wspi", RW007_CS_PIN);
    rt_hw_wifi_init("wspi");

    rt_wlan_set_mode(RT_WLAN_DEVICE_STA_NAME, RT_WLAN_STATION);
    rt_wlan_set_mode(RT_WLAN_DEVICE_AP_NAME, RT_WLAN_AP);

    rw007_sn_get(sn_version);
    rt_kprintf("\nrw007  sn: [%s]\n", sn_version);
    rw007_version_get(sn_version);
    rt_kprintf("rw007 ver: [%s]\n\n", sn_version);

    return 0;
}

5.编译、下载工程

使用工具栏的 Build 按钮编译工程,出现 0 Error(s) 表示编译成功,将开发板连接电脑,再点击 Download 按钮下载固件到开发板

运行、测试模块功能

下载完程序便能自动复位运行,打开串口工具(推荐使用 XShell 等交互型终端),设置参数为 115200 8-1-N。若系统启动正常且开发板与模块间的通讯也没有问题会看到如下初始化打印信息

rw007 sn 与 rw007 ver 可以正常输出无乱码时RW007驱动成功

wifi联网测试 在shell中输入 wifi scan 命令搜索wifi:

连接目标wifi测试
上图可见wifi成功连接热点Meet。
至此STM32U575-NUCLEO的基础环境便搭建测试完毕!!!

参考资料:

  1. STM32F401 Nucleo-64使用SPI驱动RW007
  2. STM32U575-NUCLEO原理图下载

注意事项:

  1. MDK版本最好使用比较新的版本的本次实验是在MDK5.36版本下进行的。
  2. RW007软件包请选用最新版本的否则会出现版本不兼容的问题导致工程报错。若未选择最新版本的RW007软件包就把下面链接里面的RW007软件包下载替换掉bsp\stm32\stm32u575-st-nucleo\packages\rw007-xxx里面的文件即可!(但上述修改部分工程代码这一步也是要做的,如果工程rw007_stm32_port.c文件中wifi_spi_device_init(void)函数内容与所给内容相同可忽略!)
    RW007 软件包 Github 仓库链接:RT-Thread-packages/rw007: RW007 (SPI Wi-Fi module) driver for RT-Thread
  3. 目前在本实验测试中发现RW007会出现超时现象还未找到合适的解决方案但并不影响RW007模块的正常使用。