3D打印机项目—STM32F7508-DK环境创建(一)

caxfan · 发表于2022-10-19 21:24

3D打印机项目—STM32F7508-DK环境创建(一) [复制链接]

# 3D打印机项目—STM32F7508-DK环境创建(一)
从网上搜索发现smoothieware.org推出基于FreeRTOS系统V2，一直想试用一下，正好[**电子工程世界**](https://www.eeworld.com.cn/)举办**得捷电子创新设计大赛**活动，感谢赛会举办方给了我一个名额，于是决定制作硬件采用STM32F7508-DK作为主控制器及UI显示，ESP32作为WIFI设备通过USART进行通讯的3D打印机控制系统。

## 项目方案
以Smoothie ware v2.0作为3D打印机控制主平台框架软件，增加基于LVGL的图形用户界面。
### Smoothie简介
Smoothie原平台是使用STM32H745芯片基于FreeRTOS嵌入式操作系统的GCC平台软件，包含FatFS文件系统，PID温度控制，开源，高度模块化，高性能G代码解释器和用面向对象的C++编写的CNC，3D打印机，激光切割控制器。具有可伸缩灵活配置，可靠，易维护的特点。

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<p><strong>smoothie.jpg</strong> <em class="xg1">(78.63 KB, 下载次数: 0)</em></p>
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###FreeRTOS简介
FreeRTOS是一个迷你的实时操作系统内核。作为一个轻量级的操作系统，功能包括：任务管理、时间管理、信号量、消息队列、内存管理、记录功能、软件定时器、协程等，可基本满足较小系统的需要。

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<p><strong>freertos.jpg</strong> <em class="xg1">(82.51 KB, 下载次数: 0)</em></p>
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### LVGL简介
LVGL(轻量级和通用图形库)是一个免费和开源的图形库，它提供了创建嵌入式GUI所需的一切，具有易于使用的图形元素，美丽的视觉效果和低内存占用。LVGL的项目作者是来自匈牙利首都布达佩斯的 Gábor Kiss-Vámosi 。Kiss 在2016年将其并发布在 GitHub 上。当时叫 LittlevGL而不是LVGL，后来作者统一修改为 LVGL。 像一般的开源项目的那样，它是作为一个人的项目开始的。 从那时起，陆续有近 100 名贡献者参与了项目开发，使得 LVGL 逐渐成为最受欢迎的嵌入式图形库之一。

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## 硬件
1.STM32F7508-DK探索板是为基于STMicroelectronics Arm® Cortex®-M7内核的STM32F750N8H6微控制器而设计的一个完整的演示和开发平台。该微控制器具有
-四个I2C、六个具有三个复用单工I2S的SPI、SDMMC、四个USART、四个UART、两个CAN、三个12位ADC、两个12位DAC、两个SAI、8到14位的数字相机模块接口、
-内部320+16+4-Kb的SRAM和64-Kb的闪存、
-USB OTG HS和FS、以太网MAC、FMC接口、Quad-SPI接口、SWD调试支持。
板上的全系列硬件特性可帮助用户评估几乎所有外设
-USB OTG HS和FS、
-10/100-Mbit以太网、
-microSD™卡、
-USART、
-带音频输入和输出插孔的SAI立体声音频DAC、
-ST-MEMS数字麦克风、
-SDRAM(美光128Mb的MT48LC4M32B2，能够使用8MB)、
-Quad-SPI闪存(美光16MB的N25Q128A)、
-带电容式多点触摸板的4.3英寸彩色LCD-TFT(480X272)、
-SPDIF RCA输入等）和开发其应用。
-Arduino™ Uno V3连接器可轻松连接用于用户特定应用的扩展板或子板。
-集成的ST-LINK/V2-1提供了用于STM32的嵌入式在线调试器和编程器。

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2.ESP32-S3 是一款低功耗的 MCU 系统级芯片 (SoC)，支持 2.4 GHz Wi-Fi 和低功耗蓝牙 (Bluetooth® LE) 双模无线通信。芯片集成了 Xtensa® 32 位 LX7 双核处理器、超低功耗协处理器、Wi-Fi 基带、蓝牙基带、RF 模块以及外设。芯片的功能框图如下图所示。

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## 软件环境
考虑到固件比较大，只有STM32F7508拥有16MB外置FLASH，故将Smooth移植到STM32F750平台。而ESP32-S3支持WIFI和蓝牙，可以作为外设与STM32F750通过USART通讯方式进行协同。
首先采用的软件平台是Visual Stdio 2022 + VisualGDB，主要是因为Smooth编程是C++语言，而且Visual Stdio调试功能较强，但是由于STM32F750内置FLASH只有64k，采用了各种方法（BOOT方式，混合方式）折腾了一个多月有没有成功，最终只能放弃。
通过尝试各种方案最终采用ARM Keil MDK作为调试器，ARMCLANG V6编译器，基于 LLVM 和 Clang技术。Visual Stdio Code作为代码编辑和查看。STM32CubeMX作为STM32F7508-DK的基础代码，芯片管脚分配，时钟设置软件。
ARM Keil MDK还要STM32F7XX芯片驱动包。

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必要的插件（C/C++及其扩展包，中文语言包，keil插件）

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芯片设置

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由于STM32F7508N芯片内部FLASH只有区区的64KB，而且内置RAM只有320K，对于项目来说，两者都不够，必须使用外部FLASH及外部SDRAM。本来尝试过混合模式，对于单单FreeRTOS+LVGL还可以成功，但是增加Smooth模块后内置FLASH空间就不够了，估计是C++的支持运行库太大。只能采用Bootloader加APP方式，Bootloader放在内部FLASH，APP放在外置FLASH中。不过这种方式在开发中也遇到好几个大坑，足足耽误了一个月时间，还好最终还是成功了。

qwert1213131 · 发表于2022-10-20 10:23

很不错，谢谢分享

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