【RT-Thread】基于STM32+HAL库的RT-Thread移植（纯手动）

一、简介

RT-Thread官网https://www.rt-thread.org/       现在，市面上存在多种的嵌入式实时操作系统（RTOS），其中的RT-Thread 是由中国团队开发的开源嵌入式实时操作系统（RTOS），诞生于 2006 年，具有高可靠性、轻量级、易移植等特点，广泛应用于工业控制、消费电子、物联网等领域。

其特点：

1. 开源与社区支持

• 许可证：遵循 Apache 2.0 开源许可证，商业使用无需付费。
• 社区活跃：国内最大的 RTOS 社区之一，提供丰富的文档、教程和示例代码。
• 企业支持：得到华为、腾讯、ST 等厂商的支持，生态完善。

2. 核心特性

• 高可靠性：支持线程优先级、抢占式调度，适用于对实时性要求高的场景。
• 资源占用小：内核最小仅需 3KB ROM、1.2KB RAM，可裁剪性强。
• 组件丰富：
  • 设备驱动：支持 UART、SPI、I2C、USB 等常见外设。
  • 文件系统：支持 FatFS、LittleFS 等。
  • 网络协议栈：支持 TCP/IP、MQTT、HTTP 等。
  • 工具链：提供图形化配置工具 RT-Thread Studio。

3. 架构与生态

• 组件化设计：内核、设备驱动、中间件分离，方便集成第三方库。
• 软件包管理：通过pkgs工具快速集成蓝牙、GUI、AI 等功能模块。
• 支持多架构：ARM Cortex-M/R/A、MIPS、RISC-V 等，适配超 200 款开发板。

4. 开发工具

• RT-Thread Studio：基于 Eclipse 的一站式开发环境，提供图形化配置、调试等功能。
• Env 工具：基于命令行的配置工具，适合 Linux 用户。
• 调试支持：集成 GDB、OpenOCD、PyOCD 等调试工具。

        在这里我将说明为什么会推荐RT-Thread？因为该RTOS经过长久的发展至现在已经拥有了非常丰富的系统生态，并且拥有大量的用户支持。同时，RT-Thread拥有标准版、nano版、smart版等多个版本可对应不同的需求进行应用并且裁剪的自由度很大。尤其是RT-Thread拥有着极其丰富的组件、各种各样的软件包和对应各大厂商的开发板的BSP（板级支持包）。同时，已经有着专业的集成开发环境RT-Thread Studio极大地方便了用户的使用，我后续会介绍RT-Thread Studio。

获取RT-Thread nano 源码：

rt-thread.org/download.htmlhttps://www.rt-thread.org/download.html

二、创建裸机项目示例

1.打开STM32CubeMX进行初始化3个GPIO用于点灯

RCC

SWD

GPIO

注：因为后面没有使用finsh组件就可不用开启串口。

2.时钟树配置

3.工程配置

三、RT-Thread移植

1.将解压后地RT-Tread源码复制到工程文件夹目录下

再新建一个文件夹RT_Thread

2.将\STM32_RT_Thread\rt-thread-3.1.5\bsp\stm32\stm32f103-fire-arbitrary下的rtconfig.h复制到RT_Thread下的文件夹config

3.将\STM32_RT_Thread\rt-thread-3.1.5\bsp\stm32\stm32f103-fire-arbitrary\board下的board.c、board.h复制到RT_Thread下的文件夹board

4.根据自己的实际硬件平台具有的内核架构选择，将\STM32_RT_Thread\rt-thread-3.1.5\libcpu\arm\cortex-m3下的context_rvds.S、cpuport.c复制到\STM32_RT_Thread\RT_Thread\libcpu\arm\cortex-m3

5.在KEIL里新建4个组别RT_Thread/config，RT_Thread/libcpu，RT_Thread/src，RT_Thread/board

6.将\STM32_RT_Thread\rt-thread-3.1.5下的include文件夹整个复制到\STM32_RT_Thread\RT_Thread下

7.将\STM32_RT_Thread\rt-thread-3.1.5的components整个复制到\STM32_RT_Thread\RT_Thread下

由于\STM32_RT_Thread\RT_Thread\components下的finsh需要注册串口设备，我们这里只移植精简版就把finsh组件删去

8.4个组对应添加文件

9.添加对应路径

10.注释掉#define RT_USING_FINSH，因为暂时不会用到finsh组件

11.注释掉board.h的内容

12.因为有重定义，则注释掉PendSV_Handler，SysTick_Handler， HardFault_Handler

13.本来RT-Thread已经定义了void SystemClock_Config(void)，这里注释掉board.c的SystemClock_Config，后面将使用CubeMX生成的SystemClock_Config

14.编写board.c，board. h

board.h

/*
 * Copyright (c) 2006-2021, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2018-11-06     balanceTWK   first version
 */

#ifndef __BOARD_H__
#define __BOARD_H__

//#include <rtthread.h>
//#include <stm32f1xx.h>
//#include "drv_common.h"
//#include "drv_gpio.h"

//#ifdef __cplusplus
//extern "C" {
//#endif

///* Internal SRAM memory size[Kbytes] <8-64>, Default: 64*/
//#define STM32_SRAM_SIZE      64
//#define STM32_SRAM_END       (0x20000000 + STM32_SRAM_SIZE * 1024)

//#define STM32_FLASH_START_ADRESS     ((uint32_t)0x08000000)
//#define STM32_FLASH_SIZE             (512 * 1024)
//#define STM32_FLASH_END_ADDRESS      ((uint32_t)(STM32_FLASH_START_ADRESS + STM32_FLASH_SIZE))

//#if defined(__CC_ARM) || defined(__CLANG_ARM)
//extern int Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit;
//#define HEAP_BEGIN      ((void *)&Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit)
//#elif __ICCARM__
//#pragma section="CSTACK"
//#define HEAP_BEGIN      (__segment_end("CSTACK"))
//#else
//extern int __bss_end;
//#define HEAP_BEGIN      ((void *)&__bss_end)
//#endif

//#define HEAP_END        STM32_SRAM_END

//void SystemClock_Config(void);

//#ifdef __cplusplus
//}
//#endif


#include "stm32f1xx_hal.h"

void rt_hw_board_init(void);
void SysTick_Handler(void);

#endif /* __BOARD_H__ */

board.c

#include "board.h"
 
#include <rthw.h>
#include <rtthread.h>

#include "main.h"
#include "gpio.h"

#include "stdio.h"

#if defined(RT_USING_USER_MAIN) && defined(RT_USING_HEAP)
/*
 * Please modify RT_HEAP_SIZE if you enable RT_USING_HEAP
 * the RT_HEAP_SIZE max value = (sram size - ZI size), 1024 means 1024 bytes
 */
#define RT_HEAP_SIZE (15*1024)
static rt_uint8_t rt_heap[RT_HEAP_SIZE];
 
RT_WEAK void *rt_heap_begin_get(void)
{
    return rt_heap;
}
 
RT_WEAK void *rt_heap_end_get(void)
{
    return rt_heap + RT_HEAP_SIZE;
}
#endif
 
void rt_os_tick_callback(void)
{
    rt_interrupt_enter();
    
    rt_tick_increase();
 
    rt_interrupt_leave();
}
 
/**
 * This function will initial your board.
 */
void rt_hw_board_init(void)
{

	/* 初始化 SysTick *///这一句是加入的
	extern void SystemClock_Config(void);
	SystemClock_Config();
	//下面放置硬件初始化
	MX_GPIO_Init();
	
	//高电平关闭灯光，初始化关闭便于观察
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
	
#ifdef RT_USING_COMPONENTS_INIT
    rt_components_board_init();
#endif
 
#if defined(RT_USING_USER_MAIN) && defined(RT_USING_HEAP)
    rt_system_heap_init(rt_heap_begin_get(), rt_heap_end_get());
#endif
	
}
 
#ifdef RT_USING_CONSOLE
 
static int uart_init(void)
{
//#error "TODO 2: Enable the hardware uart and config baudrate."
    return 0;
}
INIT_BOARD_EXPORT(uart_init);
 
void rt_hw_console_output(const char *str)
{
//#error "TODO 3: Output the string 'str' through the uart."
}
 
#endif




void SysTick_Handler(void)
{
    /* 进入中断 */
    rt_interrupt_enter();
 
    /* 更新时基 */
    rt_tick_increase();
 
    /* 离开中断 */
    rt_interrupt_leave();
}

 在board.c中将进行初始化，且看RT-Thread启动流程。

15.编写main.c

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2025 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

#include "board.h"
#include "rtthread.h"

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */
/*定义线程控制块*/
static struct rt_thread led0_thread;
/* 定义线程控栈时要求 RT_ALIGN_SIZE 个字节对齐 */
ALIGN(RT_ALIGN_SIZE)
/* 定义线程栈 */
static rt_uint8_t rt_led0_thread_stack[1024];

/*定义线程控制块*/
static struct rt_thread led1_thread;
/* 定义线程控栈时要求 RT_ALIGN_SIZE 个字节对齐 */
ALIGN(RT_ALIGN_SIZE)
/* 定义线程栈 */
static rt_uint8_t rt_led1_thread_stack[1024];

/*定义线程控制块*/
static struct rt_thread led2_thread;
/* 定义线程控栈时要求 RT_ALIGN_SIZE 个字节对齐 */
ALIGN(RT_ALIGN_SIZE)
/* 定义线程栈 */
static rt_uint8_t rt_led2_thread_stack[1024];

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
//声明线程函数
static void led0_thread_entry(void* parameter);
static void led1_thread_entry(void* parameter);
static void led2_thread_entry(void* parameter);

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */



/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{

  /* USER CODE BEGIN 1 */
	
	/*
	* 开发板硬件初始化，RTT 系统初始化已经在 main 函数之前完成，
	* 即在 component.c 文件中的 rtthread_startup()函数中完成了。
	* 所以在 main 函数中，只需要创建线程和启动线程即可。
	*/

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
//  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
//  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
//	MX_GPIO_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  
	//初始化线程
	rt_thread_init(&led0_thread,			/*线程控制块*/
					"led0",					/*线程名字*/
					led0_thread_entry,		/*线程入口函数*/
					RT_NULL,                /*线程入口函数参数*/
					&rt_led0_thread_stack[0],/*线程栈起始地址*/
					sizeof(rt_led0_thread_stack),/*线程栈大小*/
					3,							/*线程的优先级*/
					20);						/*线程时间片*/
	//启动线程
	rt_thread_startup(&led0_thread);
					
		rt_thread_init(&led1_thread,			/*线程控制块*/
					"led1",					/*线程名字*/
					led1_thread_entry,		/*线程入口函数*/
					RT_NULL,                /*线程入口函数参数*/
					&rt_led1_thread_stack[0],/*线程栈起始地址*/
					sizeof(rt_led1_thread_stack),/*线程栈大小*/
					3,							/*线程的优先级*/
					20);						/*线程时间片*/
	//启动线程
	rt_thread_startup(&led1_thread);

		rt_thread_init(&led2_thread,			/*线程控制块*/
					"led2",					/*线程名字*/
					led2_thread_entry,		/*线程入口函数*/
					RT_NULL,                /*线程入口函数参数*/
					&rt_led2_thread_stack[0],/*线程栈起始地址*/
					sizeof(rt_led2_thread_stack),/*线程栈大小*/
					3,							/*线程的优先级*/
					20);						/*线程时间片*/
	//启动线程
	rt_thread_startup(&led2_thread);
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/* USER CODE BEGIN 4 */
//定义线程函数
	static void led0_thread_entry(void* parameter)
	{
		while(1)
		{
			HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_0);
			rt_thread_delay(400);/* 延时 400 个 tick */
		}
	}

	
//定义线程函数
	static void led1_thread_entry(void* parameter)
	{
		while(1)
		{
			HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_1);
			rt_thread_delay(600);/* 延时 600 个 tick */
		}
	}

	
//定义线程函数
	static void led2_thread_entry(void* parameter)
	{
		while(1)
		{
			HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_5);
			rt_thread_delay(800);/* 延时 800 个 tick */
		}
	}

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

        至此，纯手动移植完成，后续会讲如何使用KEIL自带源码包移植RT-Thread和RT-Thread Studio的使用。

四、实验效果

移植成功项目示例链接：

Molesidy/RT-Thread: This repository stores the code achievements I obtained during the process of learning RT-Thread.https://github.com/Molesidy/RT-Thread