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在STM32F1片上 Flash 保存第一人称 3D 射击游戏

每当提到 3D 第一人称射击游戏,大家很自然就会联想到高性能独显,以及几个G甚至几十G的硬盘存储空间,那么有没有可能在 STM32F103RC 这样一块只有 256KB Flash 的小板子上保存一个大型第一人称射击游戏呢?

微信图片_20191127083031.jpg

当我们用 USB 线把这块开发板连接到电脑上,就可以看到出现了一个只有100多KB的U盘,这就是 STM32 的片上 Flash 了。

微信图片_20191127083035.jpg

然后可以看到U盘里有一个 90KB 的游戏。

微信图片_20191127083037.jpg

如果我们双击它就启动了一个 STM32 上的第一人称射击游戏。

微信图片_20191127083110.gif

如果你也有兴趣把这个游戏保存在 STM32 上,可以跟着后面的教程,或者也可以在这个项目里直接找到编译好的固件、游戏和项目源码。

链接地址:https://github.com/wuhanstudio/stm32-ufun-3d-game

1. 运行 RT-Thread

RT-Thread 在 Github 上是开源的,源码可以在这里(链接:https://github.com/rt-Thread/rt-thread/找到,官网文档也很丰富这里就不重复了,总结一下需要的工具:

  • Git Bash
  • Keil 开发环境
  • STM32 开发板
  • RT-Thread 源码
  • env 工具

如果觉得从 github 上面下载 RT-Thread 源码比较慢,可以先从 gitee 上面下载,然后修改项目地址。

向👉滑动查看全部

1git clone https://gitee.com/rtthread/rt-thread
2cd rt-thread
3git remote rm origin
4git remote add origin https://github.com/RT-Thread/rt-thread 
5git pull origin master

2. 片上 Flash 文件系统

准备好第一步里面的工具后,首先我们需要把 STM32 的片上 flash 挂载为文件系统,首先需要在 CubeMX 里使能 USB。

微信图片_20191127083040.jpg

打开 USB 后在时钟配置里确认外部晶振和板子上的晶振是一致的,并且 USB 的时钟是 48MHz,就可以点击生成代码了。由于我们修改了时钟,需要把 board/CubeMX_Config/Src/main.c 里面的 void SystemClock_Config(void) 函数复制到 board/board.c 里面替换。

接下来修改 bsp 下 board 目录里的 Kconfig 文件。向👉滑动查看全部

1config BSP_USING_ON_CHIP_FLASH
2    bool "Enable on-chip FLASH"
3    default n 
4
5config BSP_USING_USBD_FS
6    bool "Enable USBD as USB device"
7    select RT_USING_USB_DEVICE
8    default n

这样再在 bsp 目录下右键 ConEmu Here 就可以看到配置界面 (Env 教程:https://www.rt-thread.org/document/site/tutorial/env-video/),依次选中下面几个选项:

  1. Hardware Drivers Config --> Enable on-chip Flash

微信图片_20191127083042.jpg

  1. RT-thread Components --> Device Drivers --> Using MTD Nor Flash device drivers

微信图片_20191127083045.jpg

  1. RT-Thread online packages --> system packages 选中 fal 和 Littlefs

微信图片_20191127083048.jpg

  1. RT-Thread Components --> Device virtual file system

微信图片_20191127083050.jpg

保存配置退出,在 env 里面输入命令就可以自动生成 Keil 项目了:

1pkgs --update
2scons --target=mdk5 -s

我们需要先对 flash 进行规划,STM32F103RC 一共有 256KB,可以把最后的 128KB 作为文件系统使用,于是新建一个 fal_cfg.h向👉滑动查看全部

 1extern const struct fal_flash_dev stm32_onchip_flash;
2
3#define FAL_FLASH_DEV_TABLE                                          \
4{                                                                    \
5    &stm32_onchip_flash,                                           \
6}

7
8#define FAL_PART_TABLE                                                          \
9{                                                                               \
10    {FAL_PART_MAGIC_WROD,       "app""onchip_flash",         0,   128*1024, 0}, \
11    {FAL_PART_MAGIC_WROD,      "flash0""onchip_flash",   128*1024,  128*1024, 0}, \
12}

再修改 main.c 挂载文件系统:

 1#include <rtthread.h>
2#include <rtdevice.h>
3#include <board.h>
4#include <fal.h>
5#include <dfs_posix.h>
6
7/* defined the LED0 pin: PC13 */
8#define LED0_PIN    GET_PIN(C, 13)
9
10#define FS_PARTITION_NAME  "flash0"
11
12int main(void)
13
{
14    int count = 1;
15    /* set LED0 pin mode to output */
16    rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
17
18    fal_init();
19
20#ifdef RT_USB_DEVICE_MSTORAGE
21    struct rt_device *flash_dev = fal_blk_device_create(FS_PARTITION_NAME);
22#else
23    struct rt_device *flash_dev = fal_mtd_nor_device_create(FS_PARTITION_NAME);
24#endif
25
26    if (flash_dev == NULL)
27    {
28        rt_kprintf("Can''t create a block device on ''%s'' partition.\n", FS_PARTITION_NAME);
29    }
30    else
31    {
32        rt_kprintf("Create a block device on the %s partition of flash successful.\n", FS_PARTITION_NAME);
33    }
34
35    while (count++)
36    {
37#ifndef RT_USB_DEVICE_MSTORAGE
38        if(rt_device_find(FS_PARTITION_NAME) != RT_NULL)
39        {
40            dfs_mkfs("lfs", FS_PARTITION_NAME);
41
42            if (dfs_mount(FS_PARTITION_NAME, "/""lfs"00) == RT_EOK)
43            {
44                rt_kprintf("sd card mount to ''/''\n");
45                break;
46            }
47            else
48            {
49                rt_kprintf("sd card mount to ''/'' failed!\n");
50            }
51        }
52#endif
53        rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH);
54        rt_thread_mdelay(500);
55        rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW);
56        rt_thread_mdelay(500);
57    }
58
59    return RT_EOK;
60}

项目编译下载到板子上,串口连接上去在 msh 里输入 fal probe 应当就可以看到分区表了:

微信图片_20191127083053.png

Linux 下常用的命令 ls ,catmkdircd 也都是支持的,这样我们就把 stm32 的片上 flash 挂载为文件系统了, 下一步就是让它识别为 U盘。

3. 挂载片上 Flash 为 U盘

同样的,我们在 env 的配置目录里面依次选中:

  1. Hardware Drivers Config --> On-chip Peripheral Drivers

微信图片_20191127083055.jpg

  1. RT-Thread Components --> Device Drivers --> Using USB

微信图片_20191127083058.jpg微信图片_20191127083101.jpg

这样保存配置,在 env 下生成项目文件:

1scons --target=mdk5 -s

编译上传到板子上,接上 USB 到电脑,例如 STM32F103 的 USB 引脚是 PA11 和 PA12,就可以看到电脑识别到一个新的 U盘了,第一次使用可能需要先格式化。

微信图片_20191127083103.jpg

最后其实就只是把高压的游戏复制进去,就把它装进 STM32 的片上 flash 了,其实还是挺简单的。完整的项目地址在这里:https://github.com/wuhanstudio/stm32-ufun-3d-game

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