Rust嵌入式开发库rp2040-hal的使用，为Raspberry Pi RP2040芯片提供硬件抽象层支持

简介

rp2040-hal是一个为Raspberry Silicon RP2040微控制器提供高级Rust驱动程序的库包，同时包含一系列非板级特定的示例程序供学习。名称中的"HAL"代表"硬件抽象层"，因为许多包含的驱动程序实现了Rust嵌入式工作组在embedded-hal crate中定义的通用硬件抽象接口。

我们还提供了一系列板级支持包(BSP) crates，这些crate使用这个HAL crate并根据特定PCB设计预先配置引脚。如果您使用受支持的开发板之一，应该优先使用这些crate中的某个，然后返回这里查看有关RP2040上特定外设的文档以及如何使用它们。

快速开始

要在项目中包含此crate，修改您的Cargo.toml文件以包含：

rp2040-hal = "0.11.0"

要获取源代码副本（例如，如果您想提出错误修复或新功能，或者只是想研究代码），运行：

$ git clone https://github.com/rp-rs/rp-hal.git

完整示例代码

以下是一个使用rp2040-hal的完整示例，展示了如何初始化RP2040并控制LED：

//! 简单的RP2040 HAL示例 - 闪烁LED

#![no_std]
#![no_main]

// 导入必要的库
use panic_halt as _;
use rp2040_hal as hal;

use embedded_hal::digital::v2::OutputPin;
use hal::{
    clocks::{init_clocks_and_plls, Clock},
    gpio::Pins,
    pac,
    sio::Sio,
    watchdog::Watchdog,
};
use rp_pico::entry;

#[entry]
fn main() -> ! {
    // 获取外围设备
    let mut pac = pac::Peripherals::take().unwrap();
    let core = pac::CorePeripherals::take().unwrap();
    let mut watchdog = Watchdog::new(pac.WATCHDOG);
    let sio = Sio::new(pac.SIO);

    // 外部高频率晶振配置
    const EXTERNAL_XTAL_FREQ_HZ: u32 = 12_000_000;
    let clocks = init_clocks_and_plls(
        EXTERNAL_XTAL_FREQ_HZ,
        pac.XOSC,
        pac.CLOCKS,
        pac.PLL_SYS,
        pac.PLL_USB,
        &mut pac.RESETS,
        &mut watchdog,
    )
    .ok()
    .unwrap();

    // 初始化GPIO
    let pins = Pins::new(
        pac.IO_BANK0,
        pac.PADS_BANK0,
        sio.gpio_bank0,
        &mut pac.RESETS,
    );

    // 配置LED引脚为输出
    let mut led_pin = pins.gpio25.into_push_pull_output();

    // 简单的延迟函数
    let mut delay = cortex_m::delay::Delay::new(core.SYST, clocks.system_clock.freq().to_Hz());

    // 主循环 - 闪烁LED
    loop {
        led_pin.set_high().unwrap();
        delay.delay_ms(500);
        led_pin.set_low().unwrap();
        delay.delay_ms(500);
    }
}

特性实现

这个crate旨在实现embedded-hal的所有特性，包括版本0.2和1.0。它们可以同时使用，因此您可以逐步升级驱动程序。

贡献

贡献使开源社区成为学习、激励和创造的绝佳场所。任何贡献都非常感激。

1. 派生项目
2. 创建您的特性分支 (git checkout -b feature/AmazingFeature)
3. 提交您的更改 (git commit -m 'Add some AmazingFeature')
4. 推送到分支 (git push origin feature/AmazingFeature)
5. 打开拉取请求

许可证

此存储库的内容采用MIT OR Apache 2.0许可证双重许可。这意味着您可以在重新使用此代码时选择MIT许可证或Apache 2.0许可证。除非您明确声明，否则根据Apache-2.0许可证定义的任何有意提交包含在作品中的贡献，均应如上所述双重许可，无需任何附加条款或条件。

扩展示例代码

以下是一个更完整的RP2040 HAL使用示例，展示了PWM控制和串口通信：

//! RP2040 HAL扩展示例 - PWM和串口通信

#![no_std]
#![no_main]

use cortex_m::asm::wfi;
use embedded_hal::PwmPin;
use panic_halt as _;
use rp2040_hal::{
    clocks::{init_clocks_and_plls, Clock},
    gpio::Pins,
    pac,
    pwm::{FreeRunning, Pwm0, Pwm1, PwmConfig, Slices},
    sio::Sio,
    uart::{self, UartPeripheral},
    watchdog::Watchdog,
};
use rp_pico::entry;

#[entry]
fn main() -> ! {
    // 获取外围设备
    let mut pac = pac::Peripherals::take().unwrap();
    let core = pac::CorePeripherals::take().unwrap();
    let mut watchdog = Watchdog::new(pac.WATCHDOG);
    let sio = Sio::new(pac.SIO);

    // 时钟配置
    const EXTERNAL_XTAL_FREQ_HZ: u32 = 12_000_000;
    let clocks = init_clocks_and_plls(
        EXTERNAL_XTAL_FREQ_HZ,
        pac.XOSC,
        pac.CLOCKS,
        pac.PLL_SYS,
        pac.PLL_USB,
        &mut pac.RESETS,
        &mut watchdog,
    )
    .ok()
    .unwrap();

    // 初始化GPIO
    let pins = Pins::new(
        pac.IO_BANK0,
        pac.PADS_BANK0,
        sio.gpio_bank0,
        &mut pac.RESETS,
    );

    // 配置PWM
    let pwm_slices = Slices::new(pac.PWM, &mut pac.RESETS);
    
    // 配置PWM0
    let mut pwm0 = pwm_slices.pwm0;
    pwm0.set_ph_correct();
    pwm0.enable();
    let pwm0_channel = pwm0.channel_a;
    pwm0_channel.output_to(pins.gpio0);
    
    // 配置PWM1
    let mut pwm1 = pwm_slices.pwm1;
    pwm1.set_ph_correct();
    pwm1.enable();
    let pwm1_channel = pwm1.channel_a;
    pwm1_channel.output_to(pins.gpio1);

    // 配置UART
    let uart = UartPeripheral::new(pac.UART0, &mut pac.RESETS)
        .enable(
            uart::common_configs::_9600_8_N_1,
            clocks.peripheral_clock.freq(),
        )
        .unwrap();
    let (mut tx, _rx) = uart.split();

    // 主循环
    let mut duty_cycle = 0u16;
    loop {
        // PWM控制
        pwm0_channel.set_duty(duty_cycle);
        pwm1_channel.set_duty(u16::MAX - duty_cycle);
        
        // 串口发送
        let _ = tx.write(b"Current duty cycle: ");
        let _ = tx.write(duty_cycle.to_string().as_bytes());
        let _ = tx.write(b"\r\n");
        
        // 更新占空比
        duty_cycle = duty_cycle.wrapping_add(100);
        if duty_cycle > 10000 {
            duty_cycle = 0;
        }
        
        // 延迟
        cortex_m::delay::Delay::new(core.SYST, clocks.system_clock.freq().to_Hz())
            .delay_ms(50);
    }
}