STM32F407(STM32F4-DISCOVERY) - Нестандартный подход - Базовый проект

С этой статьи я начинаю приводить практические примеры. И первый из них будет - создание базового проекта. Для чего я это делаю? Ответ прост: чтобы упростить сборку нужной мне программы. Структура этого проекта рассчитана на полную автономность по отношению к другим заголовочным файлам и библиотекам, поэтому он достаточно переносим.

Также следует заметить, что в том решении которое я выбрал, есть два больших плюса:

1. Проект расширяем, т.е. вы можете легко добавить в него как простой код, так и целые библиотеки.
2. Изменением минимального количества файлов можно изменять модель МК (чуть позднее я проработаю этот момент получше, чтобы можно было менять семейства МК).

Рассмотрим поподробнее этот проект, а также некоторые технические моменты.

Все исходные коды которые относятся к этому циклу статей (да и другое чем не жалко поделиться) я храню в системе GitHub. Поэтому для читателя важно понимать как работает система контроля версий git, или хотя бы уметь ею пользоваться.

Файлы проекта постоянно обновляются, поэтому тут я покажу лишь значимые части своего кода. Полную версию можно получить из репозитория stm32f407.

Базовый проект называется base (КО). Вот его структура:

• inc/ - общие заголовочные файлы
• lib/ - всё, что касается готовых библиотек
• src/ - собственно исходные коды
• Makefile - основной файл для сборки, очистки и загрузки бинарной версии программы в МК.
• stm32f4xxxg_flash.ld - скрипт для задания регионов памяти, нужен сборщику (ld), для того чтобы правильно собрать бинарную версию программы.

Рассмотрим поподробней каждый из этих элементов в порядке иерархии.

Makefile

Для управления сборкой, очисткой и загрузкой проекта используется система make. Перейдя по ссылке можно узнать как она работает, я же сконцентрирую внимание на некоторых особенностях моей версии системы сборки:

1. 
   # Project root path
   

   ROOTDIR=$(realpath .) - данная опция указывает что считать корнем проекта, очень удобно дабы не плодить в каждом звене иерархии проекта тучу относительных путей. Применяется для включения заголовочных файлов и указания путей библиотек.

2. 
   # Include common config
   

   include lib/make/Makefile.common - включает общий конфигурационный файл проекта (ниже я опишу его устройство чуть подробнее). Позволяет быстро добавлять глобальные флаги и пути.

3. 
   # Making libs
   
   lib:
   

   $(MAKE) -C lib ROOTDIR=$(ROOTDIR) - при сборке библиотек я передаю путь корня проекта во все нижележащие Makefile.

4. 
   # Rules for write firmware to mcu
   
   write: firmware.bin
   

    qstlink2 -cewV ./firmware.bin - для записи я использую приложение QSTLink о котором рассказывал в начале.

Остальные конструкции кода этого Makefile вполне стандартны. Поэтому я не буду их описывать, однако в комментариях готов ответить на любые вопросы связанные с этим, равно как и с другими интересующими вас особенностями.

stm32f4xxxg_flash.lg

Скрипт построения бинарного образа программы с экспортом абсолютных адресов регионов для инициализации. Скопирован из стандартного скрипта сборки, с добавлением некоторых опций, а также изменений активных областей.

inc/

Общие заголовочные файлы проекта. Собственно помимо заголовочного файла для каждого файла исходного кода в src, есть директории в которых находятся специфичные для проекта определения. Вот краткое описание содержимого этой директорииx:

• base/ - содержит базовые определения и синтаксические конструкции
• core_support/ - как видно из названия, определения связанные с особенностями ядра, которые не возможно описать средствами языка (специфичные регистры, команды процессорного ядра и сопроцессоров, и т.п.)
• device_support/ - содержит аналогичные определения но только для периферии МК.
• reset-handler.h - заголовочный файл для кода вектора сброса.
• vectors.h - заголовочный файла для таблицы векторов прерываний, ниже я объясню некоторые особенности её построения.
• work.h - заголовочный файл для рабочего кода проекта 

Собственно сюда вы можете добавлять свои заголовочные файлы, однако я бы на вашем месте потрудился дать каждой группе файлов директорию, чтобы не возникало кучи непонятных файлов.

lib/

В этой директории хранятся все библиотеки проекта.

Также здесь расположен общий - Makefile.common, Makefile для указания основных настроек проекта используемых при сборке. В них входят текущие библиотеки, опции компилятора, расположения заголовочных файлов, библиотек и прочих важных компонентов. этот файл расположен в поддиректории make/.

Общий Makefile, для сборки этой директории содержит правила для нижележащих библиотек:

1. 
   all:
   

   $(MAKE) -C std_periph - для сборки библиотеки

2. 
   clean:
   

   $(MAKE) clean -C std_periph - для её очистки

Т.е по сути в этом файле на каждую новую библиотеку заводится всего 2 строчки кода, что упрощает добавление новых библиотек в проект.

Также, в этой директории присутствует std_periph/ - библиотека стандартной периферии, о которой я расскажу в следующей статье.

src/

"Рабочая" директория проекта. Здесь расположены следующие основные файлы:

• reset_handler.c - обработчик вектора сброса, помимо вызова функции work() -     /* call working code */    work();, выполняет роль инициализатора переменных проекта, как описанных так и определённых:

  uint32_t * src;
  uint32_t * dest;
  
  src = &__text_end;
  dest = &__data_start;
  
  if (src != dest)
      while (dest < &__data_end)
          *(dest++) = *(src++);
  
  dest = &__bss_start;
  
  while (dest < &__bss_end)
      *(dest++) = 0;
  

•  vectors.c - таблица векторов прерываний МК. Также первое 32х битное поле это не вектор а указатель на начало стека, которое автоматически используется процессорным ядром МК после сброса. Каждое прерывание имеет уже фактическое название:
  

  
  /* ARM CortexCore interrupts */
  
      reset_handler,              /*!#0 cortex-m4 reset interrupt begin code of this */
  

  А благодаря следующему определению в заголовочном файле:
  

  
  /* prototypes of functions with weak defenition */
  
  void reset_handler(void) __attribute__ ((weak, alias ("default_handler")));
  

  В случае не нахождения компилятором ссылки на действительную функцию переопределяется на default_handler(), представляющий из себя себя простой бесконечный цикл:

  /* default(weak) handler */
  
  void default_handler(void) {
  
      while (1);
  
  }
  

• work.c - рабочий код проекта, он же основной цикл. В настоящее время тут только бесконечный цикл:

  /* main work function */
  
  void work(void) {
  
      /* infinity loop */
      while (1);
  
  }
  

На этом, я заканчиваю описание основных опций базового проекта, в последующих статьях я подробно опишу каждую его часть.

Документация

Оглавление

Стандартная библиотека ч.1