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系统环境
- 系统:10.13.5(Windows和Linux同样适用)
- 网络:联网
软件环境(只能保证这个版本环境好用)
- 编译器环境:Segger Embedded Studio v3.34b(SES)
- 仿真器驱动:J-Link Software and Documentation Pack v6.22g
- 软件开发包:nRF5 SDK v12.3.0(最后一个支持nRF51系列芯片的版本)
导入 Keil µVersion工程
- 尽管 SES(Segger Embedded Studio)已经成为 Nordic 官方推荐的免费跨平台开发环境,但是首个获得官方支持带有 SES 工程的 SDK 版本是 v14.1.0,并不包括 nRF51 系列代码。因此对于 nRF51 系列来说,需要通过简单的操作将 Keil 工程转换为SES工程。
- 打开 SES,在菜单栏选择“Tool -> Package Manager”,然后安装“CMSIS-CORE Support Package”和“nRF CPU Support Package”。
- 在菜单栏,选择“File -> Import IAR EWARM / Keil MDK Project…”;
- 导航到 nRF5 SDK 的位置,在路径“examples/ble_peripheral/ble_app_hrs/”中选择一个工程,例如:“pca10028/s130/arm5_no_packs/ble_app_hrs_pca10028_s130.uvprojx”。
- 选中后,“Import Build Configuration”窗口会弹出,基于完全使用 SES 的目的,此处选择“Internal Toolchain (GCC/Clang)”,点击“OK”按钮,工程将被导入。
调整工程配置
- 右键点击左侧导航窗口中的工程名,选择弹出菜单中的“Build Configurations…”;
- 在“Public Configurations”栏录下选中“flash_s130_nrf51_2.0.1_softdevice”;
- 点击右上方的“-”号删除这个配置并确定,此时导航栏上方将只剩“nrf51422_xxac”这一个配置。
添加 nRF5 MDK 文件
- Keil µVersion 使用“Device Packs”用于系统启动文件,包含如系统启动汇编文件“arm_startup_nrf51.s”和系统设置文件“system_nrf51.c”,在 SES 中需要手动添加这些文件。下载文件“ses_nrf51_startup.s”(CSDN国内路径资源);
- 在 SDK 目录中,找到路径“components/toolchain/”,在这里新建文件夹“ses”,然后将下载好的“ses_nrf51_startup.s”文件放置在“ses”文件夹中;
- 回到 SES 界面,在导航窗口中找到“Internal Files”目录,删除该目录下的“Cortex_M_Startup.s”文件(右键点击该文件并选择“Remove”);
- 选中“Internal Files”目录,点击右键弹出菜单,选择“Add Existing File…”,通过这种方式分别添加 SDK 路径下的“components/toolchain/system_nrf51.c”和“components/toolchain/ses/ses_nrf51_startup.s”两个文件。
- 在导航窗口选中工程名,点击右键弹出菜单选择“Edit Options…”,然后选择“Preprocessor”选项卡;
- 找到“User Include Directories”项目,将路径“../../../../../../components/device”添加进去;
配对管理器暨 FLASH 存储器调整
- 在 SDK 目录中找到工程目录“examples/ble_peripheral/ble_app_hrs/pca10028/s130/arm5_no_packs”,在该目录下用文本编辑器创建文件“flash_placement.xml”;
- 回到 SES 界面,在导航窗口中点击右键弹出菜单,选择“Import Section placement”选项,此时弹出警告窗口,选择“Yes”,再“Yes”,在文件中输入如下内容并保存:
<!DOCTYPE Linker_Placement_File>
<Root name="Flash Section Placement">
<MemorySegment name="$(FLASH_NAME:FLASH)">
<ProgramSection alignment="0x100" load="Yes" name=".vectors" start="$(FLASH_START:)" />
<ProgramSection alignment="4" load="Yes" name=".init" />
<ProgramSection alignment="4" load="Yes" name=".init_rodata" />
<ProgramSection alignment="4" load="Yes" name=".text" />
<ProgramSection alignment="4" load="Yes" name=".dtors" />
<ProgramSection alignment="4" load="Yes" name=".ctors" />
<ProgramSection alignment="4" load="Yes" name=".rodata" />
<ProgramSection alignment="4" load="Yes" name=".ARM.exidx" address_symbol="__exidx_start" end_symbol="__exidx_end" />
<ProgramSection alignment="4" load="Yes" runin=".fast_run" name=".fast" />
<ProgramSection alignment="4" load="Yes" runin=".data_run" name=".data" />
<ProgramSection alignment="4" load="Yes" runin=".tdata_run" name=".tdata" />
<ProgramSection alignment="4" keep="Yes" load="Yes" runin=".fs_data_run" name=".fs_data" />
</MemorySegment>
<MemorySegment name="$(RAM_NAME:RAM);SRAM">
<ProgramSection alignment="0x100" load="No" name=".vectors_ram" start="$(RAM_START:$(SRAM_START:))" />
<ProgramSection alignment="4" load="No" name=".fast_run" />
<ProgramSection alignment="4" load="No" name=".data_run" />
<ProgramSection alignment="4" load="No" name=".tdata_run" />
<ProgramSection alignment="4" load="No" keep="Yes" name=".fs_data_run" address_symbol="__start_fs_data" end_symbol="__stop_fs_data" />
<ProgramSection alignment="4" load="No" name=".bss" />
<ProgramSection alignment="4" load="No" name=".tbss" />
<ProgramSection alignment="4" load="No" name=".non_init" />
<ProgramSection alignment="4" size="__HEAPSIZE__" load="No" name=".heap" />
<ProgramSection alignment="8" size="__STACKSIZE__" load="No" place_from_segment_end="Yes" name=".stack" />
<ProgramSection alignment="8" size="__STACKSIZE_PROCESS__" load="No" name=".stack_process" />
</MemorySegment>
<MemorySegment name="$(FLASH2_NAME:FLASH2)">
<ProgramSection alignment="4" load="Yes" name=".text2" />
<ProgramSection alignment="4" load="Yes" name=".rodata2" />
<ProgramSection alignment="4" load="Yes" runin=".data2_run" name=".data2" />
</MemorySegment>
<MemorySegment name="$(RAM2_NAME:RAM2)">
<ProgramSection alignment="4" load="No" name=".data2_run" />
<ProgramSection alignment="4" load="No" name=".bss2" />
</MemorySegment>
</Root>
- 在导航窗口中,找到“Internal Files”目录下的“thumb_crt0.s”,在“tdata”字段后加入“fs_data”字段:
ldr r2, =__tdata_end__
bl memory_copy
# ADD HERE ...
ldr r0, =__fs_data_load_start__
ldr r1, =__fs_data_start__
ldr r2, =__fs_data_end__
bl memory_copy
# TO HERE ...
构造(Building)
- 现在可以构造成功了,右键点击工程名,在弹出菜单中选择“Build”,构造成功如下:
- 此时 FLASH 和 SRAM 的起始还都是0地址,而 SoftDevice 的空间需要被留出来,所以需要配置空间。还是在导航窗口的工程名中右键选择“Edit Options…”,找到“Linker”选项卡;
- 找到“Section Placement Macros”选项,添加宏定义(SRAM起始地址可调):
FLASH_START=0x1B000
SRAM_START=0x20002A10
- 右键点击工程名,在弹出菜单中选择“Rebuild”,重构成功如下:
微调
- 在导航窗口选中工程名,点击右键弹出菜单选择“Edit Options…”,然后选择“Preprocessor”选项卡;
- 找到“Preprocessor Definitions”选项,添加宏定义“NO_VTOR_CONFIG”(这是为了告知 SES 为 SoftDevice 预留向量表的位置);
连同应用烧录 SoftDevice
- 在导航窗口选中工程名,点击右键弹出菜单选择“Edit Options…”,然后选择“Loader”选项卡;
- 找到“Additional Load File[0]”选项,添加 SoftDevice 的相对路径“../../../../../../components/softdevice/s130/hex/s130_nrf51_2.0.1_softdevice.hex”;
- 再次运行重构。
运行
- 使用nRF51-DK的话不需要更改设置,如果使用其他板子,如我正用的青风电子的板子上的芯片是 nRF51822QFAA,因此要在设置中更改芯片配置,否则无法运行;
- 在导航窗口选中工程名,点击右键弹出菜单选择“Edit Options…”,然后选择“Debugger”选项卡;
- 找到“Target Device”选项,选择自己正在使用的芯片,此处选择“nRF51822_xxAA”;
- 将nRF51-DK或自己的板子通过J-Link连接到Mac,确保板子电源供电正常;
- 在菜单栏,选择“Build -> Build and Run”,可以看到板子灯亮了,确认已经在运行。
- 通过手机软件 nRF Connect 也能搜索到来自开发板的信号,说明开发板确实在工作了。
调试
- 在菜单栏,选择“Debug -> Go”,SES 界面变为调试状态,点击左上方的运行按钮,即可开始调试。
- 在行号旁边点击,可以添加断点。SES 是配套 J-Link 的官方调试软件,所以其他专业软件有的功能 SES 都能做到,至此,环境搭建完成。