RT-Thread 的驱动框架介绍
详细讲解RT-Thread I2C设备驱动框架及相关函数
详细讲解RT-Thread I2C设备驱动框架及相关函数本应用笔记以驱动I2C接口的6轴传感器MPU6050为例，说明了如何使用I2C设备驱动接口开发应用程序，并详细讲解了RT-Thread I2C设备驱动框架及相关函数。
1 本文的目的和结构1.1 本文的目的和背景I2C（或写作i2c、IIC、iic）总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制（时钟SCL、数据SDA）同步串行总线。
它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息，是半导体芯片使用最为广泛的通信接口之一。
RT-Thread中引入了I2C设备驱动框架，I2C 设备驱动框架提供了基于GPIO模拟和硬件控制器的2种底层硬件接口。
1.2 本文的结构本文首先描述了RT-Thread I2C设备驱动框架的基本情况，然后详细描述了I2C设备驱动接口，并使用I2C设备驱动接口编写MPU6050的驱动程序，并给出了在正点原子STM32F4探索者开发板上验证的代码示例。
2 I2C设备驱动框架简介在使用MCU进行项目开发的时候，往往需要用到I2C总线。
一般来说，MCU带有I2C 控制器（硬件I2C），也可以使用MCU的2个GPIO自行编写程序模拟I2C总线协议实现同样的功能。
RT-Thread提供了一套I/O设备管理框架，它把I/O设备分成了三层进行处理：应用层、I/O 设备管理层、底层驱动。
I/O设备管理框架给上层应用提供了统一的设备操作接口和I2C 设备驱动接口，给下层提供的是底层驱动接口。
应用程序通过I/O设备模块提供的标准接口访问底层设备，底层设备的变更不会对上层应用产生影响，这种方式使得应用程序具有很好的可移植性，应用程序可以很方便的从一个MCU移植到另外一个MCU。
本文以6轴惯性传感器MPU6050为例，使用RT-Thread I2C设备驱动框架提供的GPIO模拟I2C控制器的方式，阐述了应用程序如何使用I2C设备驱动接口访问I2C设备。
rtthread uart通信例程
rtthread uart通信例程RT-Thread是一个开源的嵌入式实时操作系统，提供了丰富的通信接口和例程，其中包括了UART通信的例程。
本文将以RT-Thread UART通信例程为主题，介绍UART通信的原理和使用方法。
UART通信是一种常用的串行通信方式，它通过发送和接收数据的时序来实现数据的传输。
UART通信常用于嵌入式系统中，用于连接单片机与外部设备，如传感器、无线模块等。
在RT-Thread中，UART通信的实现依赖于硬件驱动和软件编程两个方面。
我们来介绍UART通信的硬件驱动。
在RT-Thread中，UART通信的硬件驱动由设备驱动框架提供。
设备驱动框架是RT-Thread的核心组件之一，它提供了一套标准的设备驱动接口，简化了驱动开发的过程。
对于UART通信来说，我们需要编写与具体硬件相关的驱动代码，以实现对UART控制器的读写操作。
RT-Thread提供了一套常用的UART控制器驱动，我们可以根据具体的硬件平台选择适合的驱动进行配置和编译。
我们来介绍UART通信的软件编程。
在RT-Thread中，UART通信的软件编程主要涉及到串口设备的初始化、数据的发送和接收。
首先，我们需要在RT-Thread的配置文件中启用串口设备，并配置相应的参数，如波特率、数据位、停止位等。
然后，在应用程序中，我们可以通过调用RT-Thread提供的API函数来进行串口设备的初始化和操作。
例如，我们可以使用rt_device_find函数来查找串口设备，使用rt_device_open函数来打开串口设备，使用rt_device_read函数来读取串口数据，使用rt_device_write函数来发送串口数据。
通过这些API函数的调用，我们可以方便地实现UART通信的功能。
在使用UART通信时，我们需要注意以下几点。
首先，要确保串口设备的配置与外部设备的配置一致，包括波特率、数据位、停止位等参数。
其次，要合理设置串口设备的缓冲区大小，以防止数据丢失或溢出。
RT-Thread操作系统及STM32F4xx体系结构详解
RT-Thread操作系统及STM32F4xx体系结构详解STM32F4xx包含16个32位核心（整数）寄存器。
它们被标记为R0-R15。
寄存器名可以在汇编语言中以大写或小写形式出现。
当寄存器在过程调用标准中具有固定角色时，使用大写。
STM32F4xx支持的核心寄存器如下图：程序计数器（PC）是寄存器R15。
它包含当前程序地址。
处理器复位时，处理器用复位向量的值加载PC，该值位于0x00000004。
编写汇编时需要遵循ABI规范，该规范规定了寄存器的相关用法，函数调用规范如下：前四个寄存器r0-r3（a1-a4）用于将参数值传递给子程序，并从函数返回结果值。
它们还可用于在例程中保存中间值（但通常仅在子例程调用之间）。
在一些变体中，r11（FP）可以用作帧指针。
通常寄存器r4-r8、r10和r11（v1-v5、v7和v8）用于保存例程局部变量的值。
向量表包含复位时堆栈指针的值、复位起始地址以及所有异常处理程序入口地址。
在系统复位时，向量表固定在地址0x00000000。
特权软件可以写入VTOR寄存器以将矢量表的起始地址重新定位到不同的内存位置，在范围0x00000080到0x3FFFFF80。
通过上述的链接脚本指isr_vector段即定向量表的地址位于代码起始处，其libraries\STM32F4xx_HAL\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Source\ Templates\gcc\startup_stm32f407xx.s启动代码中的下图代码表明向量表的布局，与向量表图吻合，其处理器的执行的第一条指令为Reset_Handler函数的第一条指令。
Reset_Handler函数主要负责把数据段搬移到SRAM和BSS段清零操作，然后跳转到SystemInit函数设置微控制器系统，初始化FPU 设置、矢量表位置和外部存储器配置，最后调用entry函数进入RT-Thread内核初始化。
RT Thread设备驱动开发指南
2
第22章 ETH设 备驱动开发
3 第23章 AUDIO
MIC设备驱动 开发
4 第24章 AUDIO
SOUND设备驱 动开发
5
第25章 USBD 设备驱动开发
第26章 USBH 设备驱动开发
第27章 CAN设 备驱动开发
21.1 WLAN层级结构 21.2创建WLAN设备 21.3实现WLAN设备的操作方法 21.4注册WLAN设备 21.5驱动配置 21.6驱动验证 21.7本章小结
15.1传感器层级结构 15.2创建传感器设备 15.3实现传感器设备的操作方法 15.4设备注册 15.5驱动配置 15.6驱动验证 15.7本章小结
16.1 MTD NOR层级结构 16.2创建MTD NOR设备 16.3实现MTD NOR设备的操作方法 16.4注册MTD NOR设备 16.5驱动配置 16.6驱动验证 16.7本章小结
3.1 PIN层级结构 3.2实现PIN设备的操作方法 3.3注册PIN设备 3.4驱动配置 3.5驱动验证 3.6本章小结
4.1 I2C层级结构 4.2 I2C总线设备结构 4.3硬件I2C总线设备驱动开发 4.4软件I2C总线设备驱动开发 4.5本章小结
5.1 SPI/QSPI层级结构 5.2 SPI总线设备驱动开发 5.3 QSPI总线设备驱动开发 5.4本章小结
19.1加解密设备层级结构 19.2创建加解密设备 19.3实现加解密设备的操作方法 19.4注册加解密设备 19.5驱动配置 19.6驱动验证 19.7本章小结
20.1 PM层级结构 20.2实现PM设备的操作方法 20.3注册PM设备 20.4驱动配置 20.5驱动验证 20.6本章小结
RT-Thread--usart
轻松理解uart驱动由geniusgogo» 2012年 10月 3日 23:06看到wiki里面有专门的一个文档描述RTT下的uart驱动，描述的应该很详细，但是不太容易一下子理清思路，下面简单地概括的描述一下RTT下的uart驱动，有助于理清整个驱动框架。
按照调用次序分别进行阐述（stm32）：rt_hw_board_init：这个函数是整个bsp的入口，在里面调用了rt_hw_usart_init函数。
rt_hw_usart_init：这个函数将进行uart初始化.此函数本身对具体的芯片提供的串口参数（USART_InitTypeDef）进行配置，然后调用一个rt_hw_serial_register函数进行注册工作。
rt_hw_serial_register：这个函数将会对传进来的rt_device_t对象进行初始化，初始化主要是对串口的一下统一接口进行指定。
如下所示：代码: 全选device->type = RT_Device_Class_Char;device->rx_indicate = RT_NULL;device->tx_complete = RT_NULL;device->init = rt_serial_init;device->open = rt_serial_open;device->close = rt_serial_close;device->read = rt_serial_read;device->write = rt_serial_write;device->control = rt_serial_control;device->user_data = serial;然后紧接着调用rt_device_register，这个函数是整个RTT的设备注册的接口。
其实这个函数内部直接调用了rt_object_init来完成具体的device的注册动作的。
rt-thread入门指南
时间。 此外还有其他的一些编程模型， 比如定义一个函数指针数组， 然后将各个模块代码各自 写成函数， 向函数指针数组中填充模块的函数指针， 这种编程的方式实际是轮询式编程的一 种变形。因为不支持抢占，所以还是轮询的方式，并没有从根本上解决轮询的弊端。 当系统中各个部分复杂起来， 各种控制逻辑相互交织的时候， 编写一个清晰的裸机程序 会耗费一些脑细胞， 尤其是当代码量增长到数千行至上万行时， 如果没有一个合理并且清晰 的程序结构，问题会更糟糕。 让我们来考虑一下桌面系统，比如大名鼎鼎的 windows-XP，这是一个多任务的操作 系统， 每个应用程序各自工作， 它们并不知道其它应用程序处于什么状态， 是运行还是关闭， 每个应用程序仿佛占用了整个 CPU 一样，由操作系统管理多个应用程序的运行，套用伟大 的政治课本上的一句伟大的名言，这极大的解放了我们的生产力。采用 RTOS，多个人可以 为多个模块各自编写代码。每个任务占用一个线程，任务在线程中活动，最简单的情况下， 它可以不知道其它线程的状态。这种方式，无疑可以大大加快程序的编写，并且减轻程序拼 装的难度。RTOS 接管了最令人头痛的环节。 在嵌入式系统中，显然不能运行桌面操作系统，在这种情况下，嵌入式操作系统横空出 世。在嵌入式领域，主要使用的嵌入式系统都是实时嵌入式系统，故了描述方便，下面称之 为 RTOS。下一节我将隆重介绍国产实时嵌入式系统 RT-Thread。
让我们来考虑一下桌面系统比如大名鼎鼎的windowsxp这是一个多任务的操作系统每个应用程序各自工作它们并不知道其它应用程序处于什么状态是运行还是关闭每个应用程序仿佛占用了整个cpu一样由操作系统管理多个应用程序的运行套用伟大的政治课本上的一句伟大的名言这极大的解放了我们的生产力
目录
0 裸机编程引发的思考........................................................................................................... 2 1 Rt-hread 简介 ........................................................................................................................ 6 1.1 RT-Thread 内核 ................................................................................................... 6 1.2 RT-Thread 与 µC/OS-II 对比................................................................................ 7 1.3 支持平台............................................................................................................. 7 1.4 获取 RT-Thread 最新动态，寻求帮助 .............................................................. 8 2 RT-Thread 应用开发 .............................................................................................................. 9 2.1 第一个应用 流水灯......................................................................................... 9 仿真运行......................................................................................................... 15 开发板上实际运行 ......................................................................................... 16
RTThread的SPI设备驱动框架的使用以及内部机制分析
RTThread的SPI设备驱动框架的使⽤以及内部机制分析注释：这是19年初的博客，写得很⼀般，理解不到位也不全⾯。
19年末得空时⼜重新看了RTThread的SPI和GPIO，这次理解得⽐较深刻。
有时间时再整理上传。
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------使⽤SPI设备驱动框架操作max32865读取PT100的例⼦程序：#include "board.h"#include "drv_spi.h"#include "max31865.h"#define TempModule_SPI_BUS_NAME "spi2" // 对应硬件#define TempModule_DEVICE_NAME "spi20" // 这个名字⽆所谓不需要对应硬件#define CS_PIN 28static struct stm32_hw_spi_cs spi_cs;static struct TempModule_device_ TempModule_device;int rt_hw_TempModule_Config(void){rt_err_t res;struct rt_spi_device * rt_spi_device;rt_pin_mode(CS_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);spi_cs.GPIOx = GPIOB;spi_cs.GPIO_Pin = GPIO_PIN_12;// 这个要根据SPI设备名字来查找设备功能1：把spi20挂到spi2上res = rt_hw_spi_device_attach(TempModule_SPI_BUS_NAME, TempModule_DEVICE_NAME, spi_cs.GPIOx, spi_cs.GPIO_Pin);if( res == RT_EOK ){rt_kprintf("\n rt_hw_spi_device_attach(), OK! \r\n");}rt_spi_device = (struct rt_spi_device *)rt_device_find(TempModule_DEVICE_NAME);TempModule_device.Handle_TempModule_spibus = rt_spi_device;if( rt_spi_device == RT_EOK ){rt_kprintf("\n rt_device_find OK! \r\n");}/* config spi */{struct rt_spi_configuration cfg;cfg.data_width = 8;cfg.mode = RT_SPI_MASTER | RT_SPI_MODE_1 | RT_SPI_MSB;cfg.max_hz = 1 * 30 *1000; /* SPI max 42MHz,ssd1351 4-wire spi */res = rt_spi_configure(rt_spi_device, &cfg);if( res == RT_EOK ){rt_kprintf("\n rt_spi_configure(), OK! \r\n");}}return RT_EOK;}static int rt_hw_TempModule_init(void){rt_hw_TempModule_Config();// IO ⽅向// rt_pin_mode(TempModuleNCS_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);// 中断// IO初值设置TempModule_NCS_H();rt_kprintf("rt_hw_TempModule_init \r\n");return0;}INIT_PREV_EXPORT(rt_hw_TempModule_init); /* 组件⾃动初始化 */u8 TempModuleByte( u8 Sdata){u8 Rdata = 0;rt_enter_critical();// Sdata = 0x55;// rt_spi_send_then_recv第⼀个形参：struct rt_spi_device *device;// rt_spi_send_then_recv( TempModule_device.Handle_TempModule_spibus, &Sdata, (rt_size_t)1, &Rdata, (rt_size_t)1);//Rdata = rt_spi_send(TempModule_device.Handle_TempModule_spibus, &Sdata, 1);rt_spi_transfer(TempModule_device.Handle_TempModule_spibus, &Sdata, &Rdata, 1);rt_exit_critical();return Rdata;}void TempModuleWrite(u16 WrPara){u8 tmp[2] = {0};tmp[0]= WrPara>>8;tmp[1]= WrPara&0xFF;// TempModuleByte(WrPara>>8);// TempModuleByte(WrPara&0xFF);rt_spi_send(TempModule_device.Handle_TempModule_spibus, tmp, 2);}u8 TempModuleRead(u8 adr){u8 tmp;// TempModuleByte(adr);// tmp = TempModuleByte(0xFF);tmp = rt_spi_sendrecv8(TempModule_device.Handle_TempModule_spibus, adr);return tmp;}float Get_tempture(void){float temps;uint16_t dtemp[2];uint16_t data_temp;dtemp[0]=TempModuleRead(0x1);// rt_kprintf("dtemp[0] = %d \r\n",dtemp[0]);dtemp[1]=TempModuleRead(0x2);// rt_kprintf("dtemp[1] = %d \r\n",dtemp[1]);data_temp=(dtemp[0]<<7)+(dtemp[1]>>1);//Get 15Bit DATA;temps=data_temp;temps=(temps*402)/32768;//Here is the rtd R value;temps=(temps-100)/0.385055;//A gruadreturn temps;}下⾯提出我的疑问：描述如下： SPI总线 "spiX"(X是数字1或2这样) 这个必须对应实际的硬件。
rt-thread技术指标
rt-thread技术指标RT-Thread技术指标RT-Thread是一款开源的嵌入式实时操作系统（RTOS），它具有高效、灵活、可裁剪等特点，广泛应用于物联网、智能家居、工业控制等领域。
本文将从几个方面介绍RT-Thread的技术指标。
一、内核特性1.1 轻量级RT-Thread的内核非常轻量级，仅占用几KB的ROM和几百字节的RAM。
这使得RT-Thread适用于资源有限的嵌入式系统，可以运行在低端处理器上，如8位单片机。
1.2 实时性RT-Thread具有良好的实时性能，它支持多任务、多线程的并行执行。
任务的调度粒度可以达到微秒级，可满足实时性要求较高的应用场景。
1.3 可裁剪性RT-Thread的内核和组件都是可裁剪的，可以根据实际需求选择所需的功能模块，减少不必要的资源消耗。
这种可裁剪性使得RT-Thread适应各种不同规模的嵌入式系统。
二、任务管理RT-Thread的任务管理是其核心功能之一，它支持多任务并发执行。
每个任务都有自己的优先级，可以通过优先级调度算法进行任务切换。
同时，RT-Thread还提供了任务挂起、恢复、删除等功能，方便对任务进行管理。
三、内存管理RT-Thread提供了灵活高效的内存管理机制，包括动态内存分配和静态内存分配。
动态内存分配使用RT-Thread自带的内存管理器，可以根据实际需要进行内存的申请和释放；静态内存分配则是在编译时确定内存大小，适用于资源有限的系统。
四、设备驱动RT-Thread支持多种设备驱动，包括串口、SPI、I2C、网络等。
它提供了统一的设备驱动框架，可以方便地添加和管理设备驱动。
同时，RT-Thread还支持设备驱动的动态加载和卸载，可以根据需要动态加载所需的驱动模块。
五、文件系统RT-Thread支持多种文件系统，包括FAT文件系统、YAFFS文件系统等。
文件系统可以对外提供统一的文件操作接口，方便应用程序对文件进行读写操作。
同时，RT-Thread还支持文件系统的动态加载和卸载。
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Input Device
ETH Device
HID Driver
CDC Driver
……
USB Host
USB Host Core
USB BUS #0 Drv
USB BUS #1 Drv
USB BUS #2 Drv
USB OHCI Controller
USB EHCI Controller
Other Controller
› 设备Device更多的泛指设备，或者说软件层面看到的
设备操作接口； › 设备驱动Driver更多的泛指硬件设备上的驱动，是与硬 件紧密贴合的一层代码；
Device更多的是上层应用软件使用的操作接口、 代码； Device Driver更多的是针对具体硬件编 写的驱动代码；
Device Interface Device Char Device SPIFlash Device Drv BUS SPI BUS SDIO Core USB Core Block Device ETH Device
Sound Dev Driver
Charater Dev Driver
DM9000A Driver
STM32_ETH Driver
MTD Driver
Hardware (UART, SPI, USB, CAN, EMAC etc)
I/O设备模块
设备驱动程序
上层应用
rt_device_init() rt_device_open() rt_device_close() rt_device_read() rt_device_write() rt_device_control()
SPI Flash Drv
……
rt_spi_bus_register rt_spi_configure rt_spi_recv rt_spi_send_then_recv rt_spi_transfer rt_spi_recv rt_spi_sendrecv8 rt_spi_sendrecv16
SPI BUS Core
SPI Master
SPI CS0
SPI CS1
SPI CSn
SPI BUS Core
SPI BUS #0 Drv
SPI BUS #1 Drv
SPI Hardware Controller 0
SPI Hardware Controller 1
spiflash_read spiflash_write ……
RT-Thread本身依赖于社区方式发展
支持众多的处理器： ARM7TDMI，ARM920T，ARM926EJ-S到ARM Cortex； MIPS处理器； PowerPC/x86/NIOS-II 众多发展方向： 微处理器； 带MMU的处理器； 甚至是多核处理器。
Xfer configure
SPI BUS Drv
SPI Slave Drv
SPI xfer SPI Slave SPI device SPI BUS Core
SPI BUS #0 Drv
SPI Hardware Controller
Tx INT GIO
Block Device Mass storage Driver
shaolin 2011/12/18
RT-Thread简介 目前驱动框架 改进后的驱动框架 驱动框架实例
› SPI总线驱动框架 › USB Host驱动框架
RT-Thread，来自中国的开源实时操作系统
› 诞生于2006年；硬实时操作系统核心； › 低资源占用的软件系统平台；
› 开源、永远开源；（GPLv2许可证） › 社区多样性的发展方式：
基于名字的对象化设备模型：
› 上层应用只需查找相应设备名获得设备句柄即可采用标准的设备
接口进行硬件设备的访问操作；
基类 rt_object 设备基类 rt_device
字符设备类
块设备类
网络设备类
音频设备类
串口驱动 uart.c
SD卡驱动 sdcard.c
DM9000A驱动 dm9000a.c
音频驱动 codec.c
改进目标
› 设备驱动模型应能够覆盖大多数设备，例如串口，CAN，以
太网，USB，SPI设备，SDIO设备，Flash设备，LCD图形设 备。 › 针对于上层应用，其操作接口精简而统一；针对底层驱动， 易于编写，逻辑结构清晰。 › 能够重用已有的设备驱动；
Device、Device Driver概念
通过这套设备模型，可以做到应用与底层设备的无关性。
当前支持： 字符设备，块设备、网络设备、声音设备等。
上层应用
设备驱动接口：init/open/close/read/write/control + rx/tx callback
Ethernet Dev Driver
Block Dev Driver
driver_init() driver_open() driver_close() driver_read() driver_write() driver_control()
I/O设备
改进需求
› › › ›
实际设备类型还有很多； 随着支持平台增多，驱动维护变得困难； 如何得到一个剪裁方便，驱动容易编写的框架； 更多的面向对象特性，抽象操作方法形成ops列表；
UART Driver
SPI BUS Driver
SDIO Driver
USB OTG Driver
EMAC Driver
Driver
Hardware (UART, SPI, USB, CAN, EMAC etc)
SST Dev Drv /SPI
ADS7843 Dev Drv/SPI
ENC28J60 Dev Drv/SPI
CDC UART Dev Driver
MSS Block Dev Driver
CDC ETH Driver
USB Device
USB Device Core
USB Device Driver
USB Device Controller