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@ -1,6 +1,6 @@
# 32G431 嵌入式工程 — 代码架构与构建系统汇报
# 嵌入式工程 — 代码架构与构建系统汇报
> **芯片平台**: STM32G431 (ARM Cortex-M4, 170MHz, FPU)
> **芯片平台**: STM32H743 (ARM Cortex-M7, 400MHz, FPU)
> **构建系统**: CMake + Ninja + GCC ARM 工具链
> **代码来源**: STM32CubeMX 生成框架 + 自研业务模块 (git submodule)
@ -9,26 +9,26 @@
## 一、工程总体架构
```
32g431/ ← 工程根目录
robot_h743/ ← 工程根目录
├── CMakeLists.txt ← 顶层构建入口
├── CMakePresets.json ← 预设构建配置（一键切换产品型号）
├── gcc-arm-none-eabi.cmake ← 交叉编译工具链定义
├── STM32G431XX_FLASH.ld ← 链接脚本（Flash 布局）
├── startup_stm32g431xx.s ← 启动文件
├── 32g431.ioc ← CubeMX 配置文件（可视化管脚/时钟配置）
├── STM32H743XG_FLASH.ld ← 链接脚本（Flash 布局）
├── startup_stm32h743xx.s ← 启动文件
├── robot_h743.ioc ← CubeMX 配置文件（可视化管脚/时钟配置）
│
├── Core/ ← 【CubeMX 生成层】MCU 基础初始化
│ ├── Src/
│ │ ├── main.c ← 硬件入口：时钟 / 外设初始化 → 跳转业务代码
│ │ ├── gpio.c / dma.c / usart.c / fdcan.c / tim.c / iwdg.c
│ │ ├── stm32g4xx_hal_msp.c ← HAL MSP 回调实现
│ │ ├── stm32g4xx_it.c ← 中断服务函数
│ │ └── syscalls.c / sysmem.c / system_stm32g4xx.c
│ └── Inc/ ← 对应头文件 + stm32g4xx_hal_conf.h
│ │ ├── stm32h7xx_hal_msp.c ← HAL MSP 回调实现
│ │ ├── stm32h7xx_it.c ← 中断服务函数
│ │ └── syscalls.c / sysmem.c / system_stm32h7xx.c
│ └── Inc/ ← 对应头文件 + stm32h7xx_hal_conf.h
│
├── Drivers/ ← 【芯片原厂层】ST 官方驱动
│ ├── CMSIS/ ← ARM 标准 CMSIS 头文件
│ └── STM32G4xx_HAL_Driver/ ← HAL + LL 驱动库（源码 + 头文件）
│ └── STM32H7xx_HAL_Driver/ ← HAL + LL 驱动库（源码 + 头文件）
│
├── robot/ ← 【自研业务层】⭐ 核心应用代码 (git submodule)
│ ├── main/ ← 程序入口（支持编译为可执行文件或静态库）
@ -54,73 +54,21 @@
### 2.1 分层关系图
```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 应用层 (App Layer) │
│ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌───────────────────────┐ │
│ │ Spoolend │ │ RBcore │ │ optional │ │
│ │ 卷筒末端控制 │ │ 机器人核心 │ │ MK32 / TI5 电机驱动 │ │
│ └──────┬───────┘ └──────┬───────┘ └───────────┬───────────┘ │
└─────────┼──────────────────┼──────────────────────┼─────────────┘
│ │ │
┌─────────▼──────────────────▼──────────────────────▼─────────────┐
│ BSP 层 (板级支持包) │
│ ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ bspMCU │ │
│ │ bsp_uart / bsp_CAN / bsp_i2c / bsp_pin / bsp_cap / │ │
│ │ bsp_usb / l_uart / l_can / stmflash / My_freeRTOS / │ │
│ │ My_Lwip / My_print │ │
│ └──────────────────────────────────────────────────────────┘ │
└────────────────────────────────┬────────────────────────────────┘
│
┌────────────────────────────────▼────────────────────────────────┐
│ 中间件层 (Middleware Layer) │
│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌────────────────┐ │
│ │ lua │ │ log │ │ list │ │ ringbuffer │ │
│ │ 脚本引擎 │ │日志框架 │ │数据结构 │ │ 环形缓冲区 │ │
│ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ └────────────────┘ │
│ ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ common │ │
│ │ 内存池 / 标准IO重定向 / 线程封装 / 时间工具 │ │
│ └──────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ peripheral │ │
│ │ ATParser / button / led / com (通信协议) │ │
│ └──────────────────────────────────────────────────────────┘ │
└────────────────────────────────┬────────────────────────────────┘
│
┌────────────────────────────────▼────────────────────────────────┐
│ HAL 层 (硬件抽象层) │
│ ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ STM32G4xx HAL Driver + LL Driver │ │
│ │ GPIO / UART / FDCAN / TIM / DMA / IWDG / RCC / PWR ... │ │
│ └──────────────────────────────────────────────────────────┘ │
└────────────────────────────────┬────────────────────────────────┘
│
┌────────────────────────────────▼────────────────────────────────┐
│ CMSIS 层 (ARM 标准层) │
│ core_cm4.h / cmsis_gcc.h / mpu_armv7.h │
└────────────────────────────────┬────────────────────────────────┘
│
┌────────────────────────────────▼────────────────────────────────┐
│ 硬件 (STM32G431RB) │
│ Cortex-M4 · 170MHz · 128KB Flash · 32KB SRAM │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
```
![架构图](D:\image\typora\架构图.png)
### 2.2 各层职责说明
| 层级 | 目录 | 职责 | 关键文件 |
|------|------|------|----------|
| **硬件层** | — | STM32G431 芯片 | — |
| **CMSIS 层** | `Drivers/CMSIS/` | ARM Cortex-M4 核心寄存器定义、中断向量、MPU 配置 | `core_cm4.h` |
| **HAL 层** | `Drivers/STM32G4xx_HAL_Driver/` | ST 官方外设驱动库，屏蔽寄存器差异 | `stm32g4xx_hal_*.c/h` |
| **硬件层** | — | STM32H743 芯片 | — |
| **CMSIS 层** | `Drivers/CMSIS/` | ARM Cortex-M7 核心寄存器定义、中断向量、MPU 配置 | `core_cm7.h` |
| **HAL 层** | `Drivers/STM32H7xx_HAL_Driver/` | ST 官方外设驱动库，屏蔽寄存器差异 | `stm32h7xx_hal_*.c/h` |
| **CubeMX 生成层** | `Core/Src/` & `Core/Inc/` | 由 STM32CubeMX 可视化工具自动生成，负责时钟树、GPIO、DMA、中断等基础初始化 | `main.c`, `gpio.c`, `usart.c`, `fdcan.c` |
| **中间件层** | `robot/library/` | 通用基础组件，与硬件无关，可跨平台复用 | `common/`, `log/`, `list/`, `ringbuffer/` |
| **中间件层** | `robot/peripheral/` | 外部传感器/模块驱动，通信协议封装 | `ATParser.c`, `com.c`, `button.c`, `led.c` |
| **中间件层** | `robot/lua/` | Lua 5.x 脚本引擎，支持运行时动态配置控制逻辑 | `lua.c`, `lvm.c`, `lapi.c` 等 |
| **BSP 层** | `robot/bspMCU/` | 板级支持包：CAN/UART/I2C/USB/CAP 驱动 + FreeRTOS/LwIP 集成 + Lua 绑定 | `bsp_CAN.c`, `bsp_uart.c`, `My_freeRTOS.c`, `l_can.c` |
| **应用层** | `robot/Spoolend/` | **卷筒末端控制**业务逻辑：Modbus 通信、Flash 参数存储 | `Spoolend.c`, `modbus.c`, `flash_operation.c` |
| **应用层** | `robot/Spoolend/` | **线轴端控制**业务逻辑：Modbus 通信、Flash 参数存储 | `Spoolend.c`, `modbus.c`, `flash_operation.c` |
| **应用层** | `robot/RBcore/` | **机器人核心控制**：运动算法、驱动接口 | `BHBF_robot.c`, `drv_interface.c` |
| **应用层** | `robot/optional/` | 可选电机组件：MK32 电机 / TI5 电机驱动 | `msp_MK32.c`, `msp_TI5MOTOR.c` |
@ -130,34 +78,7 @@
### 3.1 构建流程图
```
CMakePresets.json gcc-arm-none-eabi.cmake
│ │
│ 选择预设 (Spool-end / robot) │ 定义交叉编译工具链
▼ ▼
┌────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ CMake Configure │
│ cmake --preset Spool-end │
│ │
│ ① 读取预设 → 设置 BUILD_LUA=ON, BUILD_BSPMCU=ON ... │
│ ② 加载 toolchain → arm-none-eabi-gcc / -mcpu=cortex-m4 │
│ ③ 扫描 robot/ 子模块 → 按 option 启用对应模块 │
│ ④ 生成编译宏 (BUILD_BSPMCU, BUILD_SPOOLEND ...) │
│ ⑤ 生成链接依赖树 │
└──────────────────────────┬─────────────────────────────────┘
│
▼
┌────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Build (Ninja) │
│ │
│ 各模块编译为 .a 静态库： │
│ libcommon.a libperipheral.a libbspMCU.a │
│ liblua.a libSpoolend.a liblog.a │
│ liblist.a libringbuffer.a libRBcore.a │
│ │
│ 最终链接 → 32g431.elf → 32g431.bin / 32g431.hex │
└────────────────────────────────────────────────────────────┘
```
![构建流程](D:\image\typora\构建流程-17811428883881.png)
### 3.2 模块化构建机制
@ -191,7 +112,7 @@ add_module(optional optional OFF OFF)
| 预设名称 | 用途 | 启用模块 |
|----------|------|----------|
| **Spool-end** | 卷筒末端产品 | common + peripheral + lua + bspMCU + Spoolend + log + ringbuffer + list |
| **Spool-end** | 线轴端控制器产品 | common + peripheral + lua + bspMCU + Spoolend + log + ringbuffer + list |
| **robot** | 继承 Spool-end + 额外 | 再加 RBcore + optional + FreeRTOS + LwIP + TALNET |
### 3.4 CMake 构建系统的核心优势
@ -289,32 +210,7 @@ robot/Spoolend/
## 六、从 CubeMX 到 CMake 的工作流
```
┌─────────────────────┐
│ STM32CubeMX (.ioc) │ ← 可视化配置管脚、时钟、外设、中断
└──────────┬──────────┘
│ 生成代码
▼
┌─────────────────────┐ ┌──────────────────────┐
│ Core/Src & Inc │ │ robot/ (submodule) │
│ (CubeMX 生成) │ │ (手写业务代码) │
└──────────┬──────────┘ └──────────┬───────────┘
│ │
│ ┌─────────────────┘
▼ ▼
┌──────────────────────────────────────┐
│ CMakeLists.txt │
│ add_subdirectory(cmake/stm32cubemx)│
│ add_subdirectory(robot) │
│ target_link_libraries(...) │
└──────────────────┬───────────────────┘
│
▼
┌──────────────────────────────────────┐
│ 32g431.elf → .bin / .hex │
│ 烧录到 STM32G431 │
└──────────────────────────────────────┘
```
![工作流](D:\image\typora\工作流.png)
> **CubeMX 负责硬件配置，CMake 负责构建编排，robot 子模块负责业务逻辑**——三者职责清晰，互不干扰。

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