探索 RP2040 Rust Bare Metal 编程世界

后端

2023-12-23 12:43:55

探索 RP2040 Rust 裸机编程的魅力

简介

在嵌入式系统中，精确控制硬件对于开发高性能设备至关重要。Rust 语言以其强大且安全的特性，为裸机编程提供了绝佳的选择，让程序员能够直接与硬件交互，实现对设备的精细控制和优化。

Rust 裸机编程的优势

直接硬件控制： Rust 允许程序员直接访问和操作硬件寄存器，从而实现对设备行为的精确控制。
内存安全： Rust 的所有权和借用系统强制执行内存安全，防止出现野指针和内存泄漏等常见错误。
高性能： Rust 是一个编译语言，可以生成高效的代码，最大限度地利用硬件资源。
可移植性： Rust 代码可以编译为各种目标平台，包括嵌入式系统。

准备工作

在开始 Rust 裸机编程之前，需要完成以下准备工作：

安装 Rust 编译器和工具链。
选择一个开发板，例如 Raspberry Pi Pico W。
选择一个代码编辑器，例如 Visual Studio Code。

编写最简单的 Rust 裸机程序

创建一个新的 Rust 项目并添加一个名为 main.rs 的文件。在文件中添加以下代码：

#![no_std]
#![no_main]

use panic_halt as _;

#[entry]
fn main() -> ! {
    let mut peripherals = cortex_m::Peripherals::take().unwrap();
    let mut systick = cortex_m::peripheral::syst::Syst::new(peripherals.SYST);

    peripherals.CLOCK.set_clock_src(cortex_m::peripheral::clock::ClockSource::SysTick);
    peripherals.CLOCK.set_sys_clock_div(1);

    let mut gpio = peripherals.GPIO.split(&mut peripherals.PINS);
    let led = gpio.pin(25);
    led.into_output().set_high();

    loop {
        systick.delay(8_000_000);
        led.set_low();
        systick.delay(8_000_000);
        led.set_high();
    }
}

代码解析

#![no_std]：表示程序不使用 Rust 标准库。
#![no_main]：指定程序没有 main 函数，而是使用 #[entry] 宏定义入口点。
#[entry]：定义程序入口点，它接收一个不可返回类型。
let mut peripherals = cortex_m::Peripherals::take().unwrap();：获取对芯片外设的访问权限。
let mut systick = cortex_m::peripheral::syst::Syst::new(peripherals.SYST);：初始化系统时钟。
peripherals.CLOCK.set_clock_src(cortex_m::peripheral::clock::ClockSource::SysTick);：将系统时钟设置为 SysTick。
peripherals.CLOCK.set_sys_clock_div(1);：设置系统时钟分频器为 1。
let mut gpio = peripherals.GPIO.split(&mut peripherals.PINS);：获取对 GPIO 端口的访问权限。
let led = gpio.pin(25);：获取对 LED 引脚的访问权限。
led.into_output().set_high();：将 LED 设置为高电平，点亮它。
loop { ... }：创建一个无限循环，在循环中闪烁 LED。