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讓野火F103開(kāi)發(fā)板支持Marlin2.0固件是什么體驗(yàn)?3D打印主控板成員+1

2021/05/31
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寫(xiě)這篇文章之前默認(rèn)各位的VSCode+PlatfromIO以及Marlin的開(kāi)發(fā)環(huán)境都已搭建成功,如果不懂怎么搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境的,請(qǐng)移步Marlin官方,查看官方文檔講解:

marlinfw.org

   

3D 打印進(jìn)入國(guó)內(nèi)算是比較晚的,所以在百度上學(xué)習(xí)和參考的資料都比較少,并且大部分的技術(shù)文章基本上都只是講怎么配置,其它的內(nèi)容其實(shí)非常少,包括對(duì)源代碼的分析等等。以下是我自己學(xué)習(xí)爬坑總結(jié)的將一個(gè)全新的開(kāi)發(fā)板適配到Marlin固件經(jīng)驗(yàn):

1、下載最新的Marlin官方固件

然后對(duì)固件進(jìn)行解壓:

2、移植Marlin2.x到野火STM32F103ZET6開(kāi)發(fā)板

2.1、導(dǎo)入該工程到Visual Studio Code

2.2、添加硬件平臺(tái)編號(hào)

要讓Marlin能夠識(shí)別到硬件平臺(tái),我們需要在  boards.h 中定義相應(yīng)的板級(jí)編號(hào),如下所示:

/Marlin/src/core/boards.h

2.3、為新板創(chuàng)建新的引腳分配文件

/Marlin/src/pins/stm32f1/

    

由于野火的這款開(kāi)發(fā)板是 STM32F1 系列,Marlin已經(jīng)做了相應(yīng)的支持,所以我們直接在這個(gè)上面這個(gè)路徑下創(chuàng)建一個(gè)文件 pins_WildFire_V1.h ,然后找到這個(gè)目錄下另外一個(gè)相同芯片相似的引腳配置文件復(fù)制過(guò)來(lái)即可,接下來(lái)的工作就是修改管腳:

    

在前面我們看到,Marlin固件支持的一款MKS_ROBIN的主控芯片就是 STM32F103ZET6 ,所以我們找到這款芯片的引腳分配文件,然后將這個(gè)文件里的所有代碼復(fù)制到 pins_WildFire_V1.h 中去:

#define BOARD_MKS_ROBIN        4011  // MKS Robin (STM32F103ZET6)

將這個(gè)文件里的所有代碼復(fù)制到 pins_WildFire_V1.h 中去:

2.4、配置板級(jí)編譯環(huán)境并綁定硬件平臺(tái)

2.4.1、綁定編號(hào)與管腳的關(guān)系

/Marlin/pins/pins.h

2.4.2、python腳本編寫(xiě)

這部分主要是為了讓 buildroot 構(gòu)建環(huán)境的時(shí)候能夠準(zhǔn)確的匹配到具體的硬件平臺(tái),指定固件名稱并告訴固件上傳的時(shí)候要鏈接到MCU上的哪個(gè)地址。

/buildroot/share/PlatformIO/scripts/

新建一個(gè)python腳本 wildfire_v1.py ,把鏈接地址、鏈接腳本名稱、最終生成的文件按以下格式寫(xiě)入:

## buildroot/share/PlatformIO/scripts/wildfire_v1.py#import marlinmarlin.prepare_robin("0x08007000", "wildfire_v1.ld","wildfire.bin")

2.4.3、鏈接腳本編寫(xiě)

鏈接腳本在2.4.2中已經(jīng)在python腳本中指定,當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行編譯時(shí),會(huì)找到這個(gè)鏈接文件。

/buildroot/share/PlatformIO/ldscripts/

    

新建一個(gè)鏈接腳本 wildfire_v1.ld ,按鏈接腳本的格式編寫(xiě)各個(gè)段:

MEMORY{ ram (rwx) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 64K - 40 rom (rx) : ORIGIN = 0x08007000, LENGTH = 512K - 28K}/* Provide memory region aliases for common.inc */REGION_ALIAS("REGION_TEXT", rom);REGION_ALIAS("REGION_DATA", ram);REGION_ALIAS("REGION_BSS", ram);REGION_ALIAS("REGION_RODATA", rom);/* Let common.inc handle the real work. */INCLUDE common.inc

2.4.4、新板環(huán)境適配

由于 Marlin2.0 已經(jīng)支持 STM32F1 系列,也為 STM32F1 系列編寫(xiě)了相應(yīng)的 ini 配置文件,我們只需要參考這個(gè)文件里的配置腳本,然后照葫蘆畫(huà)瓢即可。

/ini/stm32f1.ini

    

添加新板環(huán)境適配,以下的section以及ini配置屬于platformio的部分,感興趣可以去了解,后續(xù)會(huì)寫(xiě)一篇文章專門(mén)來(lái)講解:

## wildfire_v1 (STM32F103ZET6)#[env:wildfire_v1]platform    = ${common_stm32f1.platform}extends    = common_stm32f1board     = genericSTM32F103ZEextra_scripts = ${common_stm32f1.extra_scripts}buildroot/share/PlatformIO/scripts/wildfire_v1.py #指定用哪個(gè)python腳本進(jìn)行構(gòu)建build_flags  = ${common_stm32f1.build_flags}-DSS_TIMER=4 -DSTM32_XL_DENSITYdebug_tool   = stlinkupload_protocol = stlink

3、配置并下載Marlin 2. x 固件

/Marlin/Configuration.h

3.1、修改串口號(hào)

STM32 沒(méi)有串口0,我們需要改下串口號(hào)為1,否則Marlin編譯的時(shí)候會(huì)報(bào)錯(cuò),當(dāng)然也可以修改為其它的串口號(hào),只要硬件平臺(tái)支持就可以。

3.2、修改串口波特率

通常,把串口波特率修改為115200就可以了。

3.3、設(shè)置主板

將主板改為我們?cè)?2.1 章節(jié)里的那個(gè)宏

3.4、將移植好的Marlin固件進(jìn)行編譯

關(guān)掉Visual Studio Code,重新打開(kāi)進(jìn)行編譯,可以看到,編譯成功!

編譯好的固件的位置在這里:

然后點(diǎn)擊Upload,上傳到 STM32 開(kāi)發(fā)板成功:

然后打開(kāi)串口調(diào)試助手,發(fā)現(xiàn)沒(méi)有任何信息輸出:

    

這是因?yàn)闆](méi)有 bootloader 的原因,因?yàn)?app 的地址是從 0x8007000 開(kāi)始運(yùn)行的,而 MCU 是從0x8000000 開(kāi)始運(yùn)行的,所以我們需要一個(gè)啟動(dòng)程序,啟動(dòng)的直接將地址指向 0x8007000 ,這樣Marlin固件就可以跑起來(lái)了。

4、編寫(xiě)bootloader 啟動(dòng)程序

由于在鏈接地址中,我們已經(jīng)指定了地址:

    

所以直接將編譯好的 Marlin 固件上傳到 STM32 開(kāi)發(fā)板是無(wú)法執(zhí)行成功的,所以我們需要編寫(xiě)一個(gè)bootloader ,用于啟動(dòng)并跳轉(zhuǎn)地址到 0x8007000 這個(gè)地址,這樣 Marlin 固件才能跑起來(lái)。

    

思考一下,為什么Marlin要這么做?

這是是為了后期 3D 打印機(jī)的 IAP 固件升級(jí)功能,可以實(shí)現(xiàn)線下更新固件。

接下來(lái)我們就來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè) bootloader 。

4.1、 STM32CubeMX 配置

4.1.1、時(shí)鐘配置

4.1.2、指定 SWD 為調(diào)試端口

4.1.3、定義一個(gè)LED提示燈

4.1.4、生成基礎(chǔ)工程

然后打開(kāi)這個(gè)工程進(jìn)行代碼編寫(xiě)

4.1.5、編寫(xiě) bootloader 代碼

定義公共變量和宏

typedef  void (*pFunction)(void);//APP在內(nèi)部FLASH的起始地址#define APP_RUNING_ADDRESS  0x8007000

main函數(shù)編寫(xiě)如下:

/**  * @brief  The application entry point.  * @retval int  */int main(void){    /* USER CODE BEGIN 1 */    //uint8_t timeout = 3 ;    uint32_t JumpAddress;    pFunction Jump_To_Application;    /* 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 */    //判斷在0x8007000區(qū)域有沒(méi)有APP,如果有則跳轉(zhuǎn)到APP代碼區(qū)    if (((*(__IO uint32_t*)APP_RUNING_ADDRESS) & 0x2FFE0000 ) == 0x20000000)    {        __disable_irq();        HAL_DeInit();        HAL_RCC_DeInit();        JumpAddress = *(__IO uint32_t*) (APP_RUNING_ADDRESS + 4);        Jump_To_Application = (pFunction) JumpAddress;        __set_MSP(*(__IO uint32_t*) APP_RUNING_ADDRESS);        Jump_To_Application();    }    /* USER CODE END 2 */
    /* Infinite loop */    /* USER CODE BEGIN WHILE */    while (1)    {        /* USER CODE END WHILE */
        /* USER CODE BEGIN 3 */        //如果沒(méi)有APP,則會(huì)進(jìn)入死循環(huán),LED燈以300ms交替閃爍        HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);        HAL_Delay(300);    }
    /* USER CODE END 3 */}

4.1.6、編譯并下載bootloader

編寫(xiě)完畢以后進(jìn)行編譯:

    

直接點(diǎn)擊下載按鈕,將程序下載到已經(jīng)上傳好Marlin固件的 MCU 里:(注意,Marlin已經(jīng)在3小節(jié)中上傳成功了)

5、移植成功

打開(kāi)串口調(diào)試助手,可以看到有Marlin固件的信息輸出了:

接下來(lái)我們發(fā)送一個(gè) gcode 代碼測(cè)試一下:

測(cè)試成功,至此, Marlin2.x 固件移植到野火 STM32F103ZET6 開(kāi)發(fā)板成功,野火的開(kāi)發(fā)板也可以作為3D 打印機(jī)的主板了。

 

6、項(xiàng)目開(kāi)源地址

本節(jié)代碼已同步到碼云的代碼倉(cāng)庫(kù)中,獲取方法如下:

碼云倉(cāng)庫(kù):

https://gitee.com/morixinguan/marlin2.0.x-support-wildfire-board.git

獲取項(xiàng)目方法:

git clone https://gitee.com/morixinguan/marlin2.0.x-support-wildfire-board.git

我還將之前做的一些項(xiàng)目以及練習(xí)例程在近期內(nèi)全部上傳完畢,與大家一起分享交流,如果有任何問(wèn)題或者對(duì)該項(xiàng)目感興趣,歡迎加我微信:morixinguan一起交流學(xué)習(xí)。

 

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電子產(chǎn)業(yè)圖譜

本科畢業(yè)于華南理工大學(xué),現(xiàn)美國(guó)卡羅爾工商管理碩士研究生在讀,曾就職于世界名企偉易達(dá)、聯(lián)發(fā)科技等,多年嵌入式產(chǎn)品開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),在智能玩具、安防產(chǎn)品、平板電腦、手機(jī)開(kāi)發(fā)有豐富的實(shí)戰(zhàn)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)任深圳市云之手科技有限公司副總經(jīng)理、研發(fā)總工程師。