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# N32WB031 基础工程开发日志
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日期:2025-06-09
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工程:`H:\caiic_workspace\mothercup\embeddedSrc`
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目标芯片:N32WB031(国民技术 BLE SoC,Cortex-M0,64MHz,Flash 256KB,RAM 48KB)
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## 1. 任务目标
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基于 N32WB03x SDK V2.0.0 新建裸工程,实现:
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- UART 串口打印(printf 重定向)
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- 集成 FreeRTOS,构建实时多任务架构
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- GPIO 点灯(LED 周期翻转)
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- 引脚分配不得与 SWD 调试管脚冲突
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## 2. 参考资料
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| 资料 | 路径 |
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|---|---|
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| SDK V2.0.0 | `nations-tec/N32WB03x_SDK_V2.0.0` |
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| 器件包 | `nations-tec/N32WB03x_DFP.1.4.0.pack` |
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| 用户手册 | `nations-tec/CN_UM_N32WB03X_Series_User_Manual_V1.5.pdf` |
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| 硬件设计指南 | `nations-tec/CN_DG_N32WB03x_Series_Chips_Hardware_Design_Guide_V1.4.pdf` |
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| STB 开发板资料 | `nations-tec/N32WB031_STB_V1.3` |
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参考例程:
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- 串口:`projects/n32wb03x_EVAL/peripheral/USART/Printf`
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- 点灯:`projects/n32wb03x_EVAL/peripheral/GPIO/LedBlink`
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- FreeRTOS:`projects/n32wb03x_EVAL/application/FreeRTOS/FreeRTOS_ThreadCreation`
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## 3. 关键硬件结论
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- **SWD 调试管脚:SWCLK=PA4,SWDIO=PA5**(复位后默认 AF0)——本工程所有 GPIO 分配均避开这两个脚
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- STB 开发板板载 LED:LED1=PB0(跳线 J21)、LED2=PA6(跳线 J22),蓝色 LED,4.7K 限流
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- 串口排针 J3 已引出 PB6/PB7
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- 注意:PB8/PB9 默认接 32.768K 晶振;PB3 有下拉注意事项(手册 5.2.4)
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## 4. 引脚分配表
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| 功能 | 引脚 | 复用 | 说明 |
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|---|---|---|---|
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| USART1_TX | PB6 | AF4 | 115200 8N1 |
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| USART1_RX | PB7 | AF4 | |
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| LED1 | PB0 | GPIO 推挽输出 | 板载 D1 |
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| LED2 | PA6 | GPIO 推挽输出 | 板载 D2 |
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| SWDCLK | PA4 | AF0 | 调试占用,应用程序禁用 |
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| SWDIO | PA5 | AF0 | 调试占用,应用程序禁用 |
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## 5. 工程结构
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embeddedSrc/
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├── app/
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│ ├── main.c # 入口:时钟更新 → USART 初始化+banner → LED 初始化 → 建队列/任务 → vTaskStartScheduler
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│ ├── bsp_usart.c/.h # USART1 初始化 + fputc 重定向('\n' 前自动补 '\r')
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│ ├── bsp_led.c/.h # LED1/LED2 初始化、on/off/toggle
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│ ├── app_tasks.c/.h # 3 个 FreeRTOS 任务 + 日志队列
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│ ├── n32wb03x_it.c/.h # NMI / HardFault 异常处理
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│ └── FreeRTOSConfig.h # heap 8KB,SVC/PendSV/SysTick 映射给 FreeRTOS port
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├── MDK-ARM/
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│ ├── embeddedSrc.uvprojx
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│ └── embeddedSrc.uvoptx
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└── docs/
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└── 开发日志.md(本文件)
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```
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SDK 源码(固件库、CMSIS、FreeRTOS V9.0.0、启动文件)以相对路径 `..\..\nations-tec\N32WB03x_SDK_V2.0.0` 引用,不复制到工程内。
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工程配置:器件 N32WB031,IROM 0x01000000 / 0x40000,IRAM 0x20000000 / 0xC000,MicroLIB,宏定义 `N32WB03X, USE_STDPERIPH_DRIVER`。
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## 6. 实时多任务架构
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使用 FreeRTOS 原生 API(xTaskCreate / vTaskDelay / xQueue),不用 cmsis_os 封装。
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| 任务 | 功能 | 周期/触发 | 栈(字) | 优先级 |
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|---|---|---|---|---|
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| LedTask | 翻转 LED1,向日志队列发送 LogMsg_t | 500ms | 128 | 2 |
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| LedTask2 | 翻转 LED2,向日志队列发送 LogMsg_t | 1000ms | 128 | 2 |
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| PrintTask | xQueueReceive 阻塞取消息并 printf | 队列驱动 | 256 | 3 |
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生产者-消费者模型:LED 任务只负责投递消息,打印任务独占串口输出,避免多任务直接 printf 造成的输出交错。
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调度相关:
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- SysTick 由 FreeRTOS port 接管(FreeRTOSConfig.h 中 `xPortSysTickHandler → SysTick_Handler` 映射),main 中不再手动 `SysTick_Config`
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- `configTOTAL_HEAP_SIZE = 8*1024`(48KB RAM 余量充足)
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## 7. 编译验证
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- 工具链:Keil µVision5(`D:\Keil_v5\UV4\UV4.exe`,ARMCC V5.06 update 6)
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- 命令行:`UV4.exe -b embeddedSrc.uvprojx -j0 -o build.log`(工作目录 `embeddedSrc/MDK-ARM`)
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- 结果:**0 Error(s), 0 Warning(s)**
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- 体积:`Code=8248 RO-data=724 RW-data=100 ZI-data=10532`
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- 产物:`Objects/embeddedSrc.axf`、`Objects/embeddedSrc.hex`、`bin/embeddedSrc.bin`
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- 自查:全工程无 PA4/PA5 占用;SVC/PendSV/SysTick_Handler 无重复定义
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## 8. 烧录与运行
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1. Keil 打开 `embeddedSrc/MDK-ARM/embeddedSrc.uvprojx`,F7 编译
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2. NS-LINK 接 SWD(PA4/PA5),F8 下载
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3. 串口助手接 PB6(TX)/PB7(RX),115200 8N1
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4. 复位后预期输出:启动 banner + `LED1 toggled, count = N` / `LED2 toggled, count = N` 滚动日志
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注意:未在真实硬件上运行验证。若 LED 不亮,检查 STB 板 J21/J22 跳线;若串口无输出,检查 J3 排针接线。
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## 9. 后续计划
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- 板卡实测验证 LED 与串口日志
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- 按需接入 BLE 协议栈(SDK ble 例程为裸机 rwip_schedule 调度,与 FreeRTOS 架构需做整合设计)
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日期:2026-09-01
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## 10. UART DMA 发送 + 日志开关 + CLI 命令框架
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### 10.1 DMA 可行性结论
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N32WB031 具备 DMA 外设(5 通道),固件库支持 `USART_EnableDMA` 与通道重映射
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(`DMA_RequestRemap`),USART1_TX 可映射到 DMA_CH1(参考官方例程
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`projects/n32wb03x_EVAL/peripheral/USART/DMA_Interrupt`)。**硬件支持,已实现 DMA 发送。**
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### 10.2 串口驱动扩展(bsp_usart)
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- TX 双通道并存:`fputc` 轮询发送保留给调度器启动前的 banner 与 PrintTask;
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新增 `bsp_usart_write_dma(buf, len)` 走 DMA_CH1(每次发送重新 `DMA_Init`,轮询
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`DMA_FLAG_TC1` 完成标志 + 等 `USART_FLAG_TXC` 移位寄存器排空),供 CLI 输出使用。
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- RX 新增 RXDNE 中断:`USART1_IRQHandler`(n32wb03x_it.c)→ `bsp_usart_rx_isr_handler()`,
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字节经 `xQueueSendFromISR` 投递到 64 字节接收队列;应用侧用
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`bsp_usart_read_byte(ch, timeout_ms)` 阻塞取字节。NVIC 优先级 = 3(最低,满足
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`configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY` 约束)。
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- 新增 TX 互斥锁 `bsp_usart_tx_lock/unlock`:调度器未运行时为空操作;
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PrintTask 的整条 printf 与 CLI 的整段应答各持锁一次,避免 log 开启后两类输出字节级交错。
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### 10.3 主动打印开关
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`app_tasks` 新增 `AppTasks_SetLogEnabled()/AppTasks_GetLogEnabled()`,**默认关闭**。
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LED 任务照常翻转,仅在开关打开时才向日志队列投递消息。运行时通过 CLI
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`log on|off` 切换,`log` 无参数查询当前状态。
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### 10.4 CLI 框架(app_cli)
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- 独立任务 `CliTask`(栈 256 字,优先级 3),独占完成:行接收 → 解析 → 执行 → 应答,
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应答全部走 DMA TX(`cli_write`/`cli_printf`,需显式带 `\r\n`)。
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- 命令表 `CliCmd_t s_cmds[]`(name/help/handler),新增命令只需在表中加一项。
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- 行结束符兼容 **`\r\n`、`\n\r`、`\r`、`\n`** 四种:首个 `\r` 或 `\n` 触发分发,
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紧跟的互补字符被吞掉一次。支持退格(0x08/0x7F)编辑,行缓冲 64 字节,超长响铃。
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- 内置命令:`help`、`version`、`log [on|off]`、`led <1|2> <on|off|toggle>`。
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- 提示符 `n32> `,空行仅重显提示符。
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### 10.5 编译验证
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- `UV4.exe -b embeddedSrc.uvprojx -j0 -o build.log`:**0 Error(s), 0 Warning(s)**
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- 体积:`Code=14712 RO-data=944 RW-data=112 ZI-data=10696`(Flash/RAM 余量仍充足)
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- 新增源文件:`app/app_cli.c/.h`;uvprojx 的 FWLB 组加入 `n32wb03x_dma.c`
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- 烧录后预期:banner 之后出现 `CLI ready. Type 'help' for commands.` 与 `n32> ` 提示符;
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默认无 LED 滚动日志,`log on` 后恢复。
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- 注意:尚未上板实测,DMA 与中断路径需硬件验证。
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日期:2026-09-01
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## 11. 任务栈统一调整为 1024 字
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- 上板实测 DMA/CLI/日志开关运行正常后,4 个任务栈统一调整为 1024 字(4KB/任务):
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`LED_TASK_STACK` / `PRINT_TASK_STACK`(app_tasks.c)、`CLI_TASK_STACK`(app_cli.c)。
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- 4 任务共 16KB 栈,超出原 8KB heap,故 `configTOTAL_HEAP_SIZE` 由 8KB 调至 20KB
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(含队列、TCB、空闲任务栈 128 字的开销)。
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- 编译:0 Error / 0 Warning;体积 `Code=14712 RO-data=944 RW-data=112 ZI-data=22984`,
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ZI 约占 48KB RAM 的 47%,余量充足。
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日期:2026-09-01
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## 12. CLI 增强:Ctrl+Z 关日志、Tab 补全、命令历史
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均在 `app_cli.c` 的 CliTask 中实现:
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- **Ctrl+Z(0x1A)**:立即 `AppTasks_SetLogEnabled(0)` 关闭主动打印,打印 `[log off]`
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并重绘当前输入行。用于 log 滚动刷屏时快速停止。
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- **Tab(0x09)自动补全**:仅补全行首命令名(已含空格则不动作)。唯一匹配则补全
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并追加空格;多个匹配则先扩展公共前缀,无法扩展时列出候选并重绘输入行。
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- **命令历史**:环形缓冲 8 条 × 64 字节(`s_history`),提交时去重(空行、与上一条
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相同不入队);上/下方向键(`ESC [ A` / `ESC [ B` 转义序列状态机解析)回翻历史,
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越过最新一条回到空行。回翻采用"清行重绘"(`\r` + 提示符 + 空格擦除 + 重显)。
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- `help` 输出末尾附按键说明。
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- 编译:0 Error / 0 Warning;体积 `Code=15688 RO-data=944 RW-data=112 ZI-data=23496`。
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日期:2026-09-01
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## 13. CLI 提示符修改
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- 命令行提示符由 `n32> ` 改为 `caiic->`(`app_cli.c` 中 `CLI_PROMPT` 宏)。
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- 编译:0 Error / 0 Warning;体积 `Code=15692 RO-data=944 RW-data=112 ZI-data=23496`。
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日期:2026-09-01
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## 14. 软件版本号 + sysinfo 系统信息命令
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- 新增 `app/app_version.h`:`APP_FW_VERSION "V1.00.01"`,启动 banner 与 `version`
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命令均输出版本号。
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- 新增 CLI 命令 `sysinfo`:输出运行时间(tick/秒)、任务数、heap 总量/当前空闲/
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历史最小空闲,以及 `vTaskList` 任务表(名称/状态/优先级/栈高水位/编号,
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栈单位为字)。`vTaskList` 行尾自带 `\r\n`,直接 DMA 输出。
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- `FreeRTOSConfig.h` 新增 `configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS 1`(`vTaskList`
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依赖,同时需要 `configUSE_TRACE_FACILITY 1`,已具备)。
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- 编译:0 Error / 0 Warning;体积 `Code=16944 RO-data=1020 RW-data=112 ZI-data=23880`。
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日期:2026-09-01
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## 15. BLE 接入:自定义 GATT 透传服务(CLS)+ FreeRTOS 整合
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### 15.1 工程与链接布局
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- 器件由 `N32WB031` 改为 `N32WB031KEQ6-2`(512KB Flash 型号);APP 链接到
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**APP1 = 0x01008000,大小 0x38000(224KB)**(uvprojx 的 Cpu/IROM/OCR_RVCT4、
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FlashDriverDll `-FL080000`、RegisterFile/SFDFile 同步修改)。IRAM 保持
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`0x20000000/0xC000`。
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- LDads Misc 加入 BLE ROM 符号表 `symbol_g15.obj`(相对路径
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`..\..\nations-tec\N32WB03x_SDK_V2.0.0\middlewares\Nationstech\ble_library\ns_ble_stack\symdef\`)。
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- 新增源码组:BLE_STACK(lib_att.c / rwip.c / rwip_driver.c)、BLE_PROFILE
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(prf.c / prf_utils.c / rdtss.c / rdtss_task.c / rdts_common.c)、NS_LIB
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(ns_ble.c / ns_ble_task.c / ns_sleep.c / ns_sec.c / ns_timer.c / ns_error.c)、
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BLE_APP(app_ble.c / app_cls.c);FWLB 追加 `n32wb03x_qflash.c`(OTA 备用)与
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`n32wb03x_exti.c`(ns_ble.c 的 EXTI_* 调用需要)。NS_LOG/LPUART、Crypto、
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NS_DFU 未接入。
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- Cads IncludePath 参照 rdtss.uvprojx 移植全部 BLE 相关目录(前缀改 2 层
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`..\..`),`..\inc`→`..\app\ble`、`..\inc\app_profile`→`..\app\ble\app_profile`。
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### 15.2 BLE 应用层(app/ble/)
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- `app_user_config.h` / `app_profile/rwapp_config.h`:由 rdtss 精简。广播名
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`CAIIC-MCM`;广播数据 = 128-bit 服务 UUID 列表(LSB first),扫描应答留空由
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协议栈自动附加设备名(attach_name);连接参数 15/30ms、latency 0、超时 5000ms;
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仅启用 `CFG_PRF_RDTSS`(复用 SDK rdtss profile 引擎),NS_LOG 全关。
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- `app_profile/app_cls.c/.h`:自定义服务 CAIIC Link Service(属性表仿 app_rdtss.c):
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- service `0000CA10-CA11-4B11-8000-CA11CA11CA11`
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- 下行写特征(Write Without Response)`0000CA11-CA11-4B11-8000-CA11CA11CA11`
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- 上行 notify 特征(Notify + CCCD)`0000CA12-CA11-4B11-8000-CA11CA11CA11`
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沿用 SDK prf 框架(GAPM_PROFILE_TASK_ADD_CMD 建库、`ns_ble_prf_task_register`
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注册消息表、`prf_get_itf_func_register` 挂 `rdtss_prf_itf_get`)。notify 发送为
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单包接口:忙(上一包未收到 RDTSS_VAL_NTF_CFM)或未订阅时返回 -1,由上层重试。
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- `app_ble.c/.h`:`ns_ble_stack_init`(注册 ble 消息回调)+ GAP/安全/广播参数 +
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profile 注册 + `ns_ble_adv_start()`;连接/断开/MTU 更新事件经
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`bsp_usart_tx_lock` 保护的 printf 输出;断开后自动重新开广播。对外接口:
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`app_ble_init()` / `app_ble_notify_send()` / `app_ble_set_rx_callback()`。
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- **BLE 调度任务**:`app_ble_init()` 内创建(栈 512 字、优先级 2),循环
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`rwip_schedule(); vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1));`。ke_msg/ke_timer 只允许在该
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任务上下文运行(SDK 约束)。
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- **不接 ns_sleep 低功耗**(与 FreeRTOS tick 冲突,代码内留 TODO);ns_sleep.c
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仍需编译(ns_ble.c 引用 `ns_sleep_lock_acquire` 等符号),只是主循环不调用。
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### 15.3 VTOR 处理(关键)
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Cortex-M0 无 SCB->VTOR,本芯片用 `PWR->VTOR_REG`(bit31=EN,[30:0]=向量基址)。
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APP 链接在 0x01008000,但 SDK `SystemInit()` 写成 0x81000000(指向 0x01000000
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bootloader 区),`ns_ble_stack_init()` 内部(`NS_BLE_STACK_INIT`)又清 0。
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处理:`main` 在 SystemCoreClockUpdate 之后、任何 NVIC 中断使能之前先设
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`PWR->VTOR_REG = 0x80000000 | 0x01008000`;`app_ble_init()` 之后再重设一次
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(`main.c` 中 `APP_VTOR_VALUE`)。
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另:SDK 的 `ns_ble_stack_vtor_init()` 会把 `__Vectors`(本 APP 的 flash 向量表,
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含 FreeRTOS 的 SVC/PendSV/SysTick 映射与 USART1_IRQHandler)复制到 RAM 重映射区
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(0x200000e8 系统异常 / 0x200009c0 用户 IRQ),并把 BLE_FIFO/BLE_SLP/EXTI4_12
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指向 ROM/RAM 内部 handler;rdtss 例程在栈初始化后保持 VTOR=0 即依赖该 RAM 重映射。
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**本工程按设计要求重设 VTOR 到 flash;若实测 BLE 中断异常,回退方案是
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app_ble_init 后保持 VTOR=0(RAM 重映射已覆盖全部中断向量)。** 见 15.5 风险。
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BLE 中断不定义在 n32wb03x_it.c:启动文件的 BLE_*IRQHandler 均为 weak
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Default_Handler,真正的 handler 由 symbol_g15.obj(ROM)+ RAM 重映射提供;
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与 FreeRTOS 的 SVC/PendSV/SysTick 映射无冲突。BLE_SW/FIFO IRQ 优先级 0,
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ISR 内不得调用 FreeRTOS FromISR API(本工程 BLE 事件均在 BLE 任务上下文处理)。
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### 15.4 编译验证
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- `UV4.exe -b embeddedSrc.uvprojx -j0 -o build.log`:**0 Error(s), 0 Warning(s)**
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- 体积:`Code=34828 RO-data=6788 RW-data=8820 ZI-data=25572`
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- RW+ZI = 34392 字节 < 48KB(0xC000),`configTOTAL_HEAP_SIZE` 保持 20*1024 不变;
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剩余约 14.4KB 供 MSP 主栈。BLE ROM 栈变量经 symbol_g15.obj 绝对符号落在低地址
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RAM,其占区由 rwip_driver.o/ns_ble.o 等的 .data 段原位保留(与 rdtss 布局一致)。
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- 上板预期:复位后 banner(含 BLE 行)→ `caiic->` CLI 正常;手机 nRF Connect
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能搜到并连接 `CAIIC-MCM`,可见自定义服务的写/notify 两个特征。**尚未实测。**
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### 15.5 遗留风险
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- VTOR 与 BLE 中断的最终取指向量路径需上板确认(见 15.3,回退方案已备)。
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- `app_ble_notify_send()` 会从非 BLE 任务上下文触发 ke_msg_send(SDK 未保证
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跨上下文安全),后续 CLI-over-BLE 协议接入时应评估改为向 BLE 任务投递消息。
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- ns_sleep 低功耗未接;广播常开,功耗未优化。
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日期:2026-09-01
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## 16. CLI 传输解耦 + BLE 帧协议 + BLE OTA 接收器
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### 16.1 CLI 核心与传输解耦
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- 新增 `app/cli_core.c/.h`:命令表、全部命令 handler、分词执行从 app_cli.c 迁入。
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输出经可切换的 `cli_out_fn` 回调(`cli_set_output`,NULL=默认 UART DMA)。
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`cli_exec_line()` 返回 0/1(未知命令)。对外另有 `cli_cmd_count/cli_cmd_name`
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供 UART 前端 Tab 补全。
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- `app/app_cli.c` 保留 UART 前端(CliTask、行编辑、历史、Tab、Ctrl+Z、提示符),
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分发前 `cli_set_output(NULL)` 再 `cli_exec_line`;前端自身的提示符/回显/重绘
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固定走 UART(`cli_uart_write`),不受回调切换影响。
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- 并发约定:UART 与 BLE 两个前端共用全局 out 回调与 TX 缓冲,采用"执行前设置、
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执行完恢复"的简单保护(两端并发概率低,代码内已注释说明)。
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- 新增 CLI 命令 `bankinfo`:打印当前运行 bank(经 armlink 符号
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`Image$$ER_IROM1$$Base` 判定)与 bootsetting 记录内容。
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- UART CLI 行为不变(回归项)。
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### 16.2 BLE 帧协议前端(app/ble/app_ble_proto.c/.h)
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帧格式(小端):`[0]=0xCA SOF, [1]=TYPE, [2]=SEQ, [3:4]=LEN(LE), [5..]=PAYLOAD,
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末尾 CRC16-CCITT(初值 0xFFFF, poly 0x1021) 2 字节 LE,覆盖 TYPE..PAYLOAD`。
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帧开销 7 字节(头 5 + CRC 2)。
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- 帧类型:0x01 CLI_REQ / 0x02 CLI_RSP / 0x03 CLI_RSP_END{status} /
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0x10 OTA_BEGIN{size,crc32,version} / 0x11 OTA_DATA{offset+data} /
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0x12 OTA_END{crc32} / 0x1F OTA_RSP{cmd_echo,status,offset}。
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OTA_RSP status:0 ok / 1 bad_frame / 2 bad_state(seq) / 3 size_too_big /
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4 crc_fail / 5 flash_fail。
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- 接收:字节流状态机(找 SOF→5 字节头→payload+CRC),接收缓冲 512 字节
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(payload 上限 480);CRC 错误的帧静默丢弃(OTA 靠 offset/ack 重同步)。
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- CLI_REQ:payload ≤63 字节拷入行缓冲,置 out 为 BLE 帧输出后 `cli_exec_line`,
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结束发 CLI_RSP_END(status=cli_exec_line 返回值)。
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- 发送分块:单帧 payload 上限 = min(att_mtu-3, 244) - 7;新增
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`app_ble_max_payload()`(未连接返回 17)与 `app_ble_is_connected()`。
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- notify 忙重试:512 字节 pending FIFO 存整帧,`app_ble_proto_poll()` 挂进
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BleTask 循环每轮冲刷;FIFO 满则丢弃并计数;断连清空。
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- 全部运行在 BleTask 上下文(rx 经 CLS 写指示 handler,poll 在任务循环),无锁。
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### 16.3 OTA 接收器(app/app_ota.c/.h)
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- 静态 4KB 扇区缓冲;`Image$$ER_IROM1$$Base` 判定当前 bank,目标=对侧 bank。
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- OTA_BEGIN:校验 4..0x38000(否则 status=3)、首次 `Qflash_Init()`、记录会话、
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回 OTA_RSP(0x10,ok,0)。
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- OTA_DATA:offset 必须等于期望值(否则 status=2 附期望 offset,状态保持供重发);
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攒满 4KB → 擦扇区+写 4KB → 回 OTA_RSP(0x11,ok,已写 offset) 作扇区级流控;
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未满不回包。Qflash 操作内关中断数十 ms,BLE 靠 5s supervision timeout 容忍。
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- OTA_END:残余 0xFF 补齐到 4 字节倍数后擦写该扇区;整镜像 `caiic_crc32` 回读校验
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(同时比对 BEGIN 与 END 的 crc32);失败 status=4 中止不复位。成功则更新
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bootsetting(无效记录清零重建、写 active_bank/bank{size,crc,version}/重算结构
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CRC、擦写+回读比对),回 OTA_RSP(0x12,ok),vTaskDelay 200ms 后
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`NVIC_SystemReset()`。
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- 断连(`app_ble_proto_on_disconnect`)中止会话并清空 pending;OTA 仅在连接态有效。
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- uvprojx:新增 DFU 组(`..\..\Boot\src\boot_crc32.c`),IncludePath 加
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`..\..\Boot\src`。
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### 16.4 编译验证
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- `UV4.exe -b embeddedSrc.uvprojx -j0 -o build.log`:**0 Error(s), 0 Warning(s)**
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- 体积:`Code=38000 RO-data=6856 RW-data=10600 ZI-data=31008`
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- RW+ZI = 41608 字节 < 48KB,`configTOTAL_HEAP_SIZE` 保持 20*1024 不变。
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- 上板预期:UART CLI 回归正常;nRF Connect 连接后发 CLI_REQ("help") 应收
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CLI_RSP 分块 + CLI_RSP_END;OTA_BEGIN/DATA/END 把新 bin 写入对侧 bank 并复位,
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bootloader 校验跳转后 `version`/`bankinfo` 显示新 bank。**尚未实测。**
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日期:2026-09-01
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## 17. 整片烧录包(bootloader + APP 合并)
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新增顶层 `tools/` 目录:
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- `merge_image.py` — 纯 Python(无第三方依赖)合并镜像:`Boot/MDK-ARM/bin/caiic_boot.bin`
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(0x01000000)+ `mcm-ddc-04/MDK-ARM/bin/embeddedSrc.bin`(0x01008000,APP1)→
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输出 `tools/out/caiic_full.hex`(Intel HEX,稀疏地址)与 `caiic_full.bin`
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(0x01000000 起,空隙补 0xFF)。已做回读校验:hex 中 boot/APP 段与源 bin 逐字节一致。
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- `make_package.bat` — 一键:UV4 构建 bootloader → UV4 构建 APP → 合并。任一步 0E0W
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校验失败即中止。本机 `python` 是商店占位 stub,脚本自动回退到 Python312 全路径。
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- `flash_package.bat` — 调 SDK 自带 `NSpyocd.exe`:`erase --chip` 后 `load` 合并 hex
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(目标 n32wb031)。需 NS-LINK 接 SWD(PA4/PA5)+ 复位脚。
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烧录流程:**首次**整片烧录用 `tools\flash_package.bat`(或 Keil 分工程分别烧录);
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之后日常升级走 BLE OTA。bootsetting 首次为空,bootloader 向量检查后直接跳 APP1。
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日期:2026-09-01
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## 18. 修复 app_ble_init 崩溃(VTOR 根因)+ heap 调整
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### 18.1 现象与根因
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上板实测:程序在 `app_ble_init()` 中崩溃(卡死)。排查后确认**不是 heap 不足**,而是 VTOR:
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- 该芯片 BLE 协议栈的中断分发机制:`ns_ble_stack_vtor_init()`(ns_ble.c)把 APP 的
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`__Vectors`(链接器符号,即我们 0x01008000 处的向量表)拷贝到 RAM 中继区
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(系统异常 → 0x200000e8 起,用户 IRQ → 0x200009c0 起 31 项),再把
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BLE_FIFO/BLE_SLP/EXTI4_12 槽位改写为 ROM/RAM handler(BLE FIFO handler 是运行时
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拷贝到 RAM 的代码 `rwip_fifo_isr_codeArray`,不可能出现在 flash 静态向量表里)。
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- 因此 BLE 栈初始化后 **VTOR 必须保持 0**(走芯片 ROM 跳板 + RAM 中继),
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这也是 rdtss/app_ota 等所有官方例程的实际状态。
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- 此前我们在 `app_ble_init()` 之后把 VTOR 重设为 `0x80000000|0x01008000`,
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导致 BLE FIFO 中断直接查 APP 的 flash 向量表 → weak `Default_Handler` 死循环 → 卡死。
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### 18.2 修复
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- 删掉 `main.c` 中 `app_ble_init()` 之后的 VTOR 重设(保留 main 开头那一次——
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BLE 初始化前 USART1 RX 中断需要查 APP 自己的向量表)。
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- 规则:**BLE init 前 VTOR=APP 基址;BLE init 后 VTOR=0,不再动**。
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### 18.3 heap 检查与调整
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核算 FreeRTOS heap(20KB)占用:5 个任务栈(1024×4 + 512 字 = 18944B)+ 6 个 TCB
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(≈552B)+ 队列/互斥锁(≈370B)≈ 19.9KB,剩余仅 ~600B——未耗尽但余量偏小。
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`configTOTAL_HEAP_SIZE` 由 20KB 调至 **22KB**(RW+ZI=43656B,主栈余量约 5.4KB)。
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编译:0 Error / 0 Warning,`Code=37996 RO-data=6856 RW-data=10600 ZI-data=33056`。
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日期:2026-09-02
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## 19. Boot 跳转策略调整:校验移到升级过程,解决 Keil 下载无法调试
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### 19.1 现象与根因
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加了诊断代码重新编译后,Keil 下载/调试**能连上但全速跑永远到不了 main**。根因:
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- Keil 下载只写 APP1 区(0x01000000 起的镜像由 Keil 的 FLM 按 axf 地址 0x01008000 写入),
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**不会更新 bootsetting(0x01004000)里记录的 APP1 CRC32**——那是上次 `merge_image.py`
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打整片包时算的。
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- 复位链路:芯片 ROM → Boot → 校验 bootsetting → 校验 APP1 镜像 CRC → **不匹配,拒绝跳转**,
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CPU 停在 Boot 的 `for(;;)`。Keil 的 "Run to main" 走的是自然启动,自然卡在 Boot。
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- 所以任何一次 Keil 重新下载(不只是诊断代码)都会触发;引入 Boot 之前没有这层校验,故以前正常。
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验证方法:调试状态 halt 看 PC,落在 0x01000000~0x01003FFF 即 Boot 空转。
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### 19.2 调整内容
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- **Boot(`Boot/src/main.c`)改为跳转时不校验镜像 CRC**:只检查 bootsetting 扇区自身完整性
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(magic + 自身 CRC32)选出 active bank,再做向量表 sanity(MSP 在 SRAM、复位向量在 bank 内)
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兜底后直接跳转;bootsetting 无效时默认 APP1。删除 `bank_crc_ok()` 及双 bank CRC 回退。
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- **镜像 CRC 校验职责完全在升级过程**:`app_ota.c` OTA_END 已对新镜像整体 CRC32 比对,
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通过才写 bootsetting 切 bank 复位——OTA 链路安全性不变。
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- 新增 `MDK-ARM/debug_app.ini` 并挂到工程调试配置(uvoptx `<tIfile>`):调试器下载后强制
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`SP/PC = APP1 向量表`,跳过 Boot 直进 APP。Boot 不校验后该脚本已非必需,保留为纯调试可选旁路。
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- Boot 重建 0E0W(`Code=1352`,bin 2032B),`tools/make_package.bat` 重新出整片包
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(caiic_full 79464B)。
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### 19.3 影响与注意
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- Keil 直接下载 APP 即可启动和调试,开发节奏恢复。
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- 代价:OTA 流程之外的镜像损坏(如 Keil 下载中途断电)不再被 Boot 拦截——向量检查只能挡
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全空/乱码。这是"简单"换来的取舍。
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- **在板子上烧过其他 0x01000000 起步的程序(SDK 例程 / mcm-ddc-ble)会覆盖 Boot 和
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bootsetting**,恢复方法:`tools\flash_package.bat tools\out\caiic_full.bin` 重烧整片包。
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日期:2026-09-02
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## 20. 串口波特率提升到 1Mbps
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### 20.1 可行性核实
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- USART1 挂 APB2=64MHz(`n32wb03x_usart.c` 中 USART1 取 Pclk2),波特率发生器为
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16 倍过采样 + 小数分频(同 STM32F1 算法)。
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- 1Mbps 分频值 = 64MHz / (16 × 1M) = **4.0,误差 0%**(2M/4M 同样零误差)。
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- 驱动断言上限 `IS_USART_BAUDRATE` = 4Mbps(`n32wb03x_usart.h`),1Mbps 远在范围内。
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### 20.2 改动
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- `bsp_usart.h`:`BSP_USART_BAUDRATE` 115200 → **1000000**,相关注释与 AGENTS.md 同步。
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- 构建 0E0W(`Code=38080 RO-data=6932 RW-data=10600 ZI-data=33056`)。
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- 注意:串口助手需切到 1000000;USB 转串口适配器需支持 1Mbps(CH340/CH343/FTDI 均可)。
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### 20.3 决策:RX 暂不切 DMA
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评估了 RX 由 RXDNE 逐字节中断改为 DMA 循环缓冲 + IDLE 中断的方案,结论**维持现状**:
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- CLI 是人工输入速度,1Mbps 下逐字节中断负载可忽略;RX DMA 的收益只在串口灌大数据
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(有线烧录/批量注入)时才存在,属出现需求后再做。
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- DMA RX 引入循环缓冲管理、IDLE 中断、4 通道合一的 DMA IRQ 与 FromISR 优先级约束等
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新出错点;现 RXDNE 方案已上板验证。
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- 对 CLI 语义无影响(保持 `bsp_usart_read_byte()` 字节流接口即可),但无收益不改动。
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### 20.4 后续:波特率回退
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实测后决定**改回 115200**(`BSP_USART_BAUDRATE` 恢复,注释与 AGENTS.md 同步还原)。
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本节 20.1 的核实结论仍然有效:该芯片串口支持 1Mbps 且零误差,需要高速时随时可再开。
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日期:2026-09-02
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## 21. Boot 跳转后 BLE 失败的最终定位与修复 + bootsetting 携带跳转地址
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### 21.1 根因(两层叠加,均已修复)
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1. **PRIMASK 中断状态**:旧 Boot 在 `jump_to_app()` 里 `__disable_irq()`,APP 继承中断全关。
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全 SDK 应用代码从不自己 `__enable_irq()`(自然复位 PRIMASK=0),FreeRTOS 要到
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`vTaskStartScheduler()` 才开中断,而 `app_ble_init()` 在调度器之前跑,其中的 ROM 初始化
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(如 LSI 校准 `calib_lsi_clk`,7.5ms)需要中断推进 → 卡死。修复:Boot 跳转前
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`__enable_irq()`(Boot 自身无中断源,安全)。
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2. **RAM 起始地址踩 ROM 保留区(主因)**:N32WB031 SRAM 为 **48KB+16KB** 结构,低 16KB
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(0x20000000~0x20003FFF)由芯片 ROM/BLE 子系统占用——ROM 启动代码在其中预备好
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rwip 堆描述符(0x20000118 起,全 SDK 无任何代码写它们)、patch 数组、中断中继表。
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SDK 例程(rdtss/mcm-ddc-ble)RAM 执行区从 **0x20004000** 起;而 mcm-ddc-04 和 Boot
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之前错配成 0x20000000 起(器件切到 KEQ6-2 时被 pack 默认值带偏),`__main` 的
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.data/.bss 初始化把低 16KB 冲掉 → BLE 栈拿垃圾描述符初始化堆 → HardFault。
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修复:两个工程 IRAM 全部改 **0x20004000/0xC000**(应用可用 48KB,
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APP RW+ZI≈46.7KB 放得下)。
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- 佐证:故障时打印的堆描述符为乱码(`env=4622910E/30777...`);官方 masterboot 的
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`ns_dfu_boot_jump` 不动 VTOR/PRIMASK 只设 MSP,行为与我们修复后的 Boot 等效。
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- 教训:**任何工程(包括裸机小工具)链接到本芯片都必须从 0x20004000 起**。
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### 21.2 辅助手段
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- `n32wb03x_it.c` 的 HardFault_Handler 增加异常栈帧打印(R0-R3/R12/LR/PC/xPSR,
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EXC_RETURN bit2 选 MSP/PSP;ARMv6-M 无 CFSR/HFSR)。
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- 恢复 main 开头 2s 上电延时(与官方例程一致,兼作 SWD 附着窗口)。
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- `debug_app.ini` 已由用户移除,调试不再需要旁路。
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### 21.3 bootsetting 携带跳转地址
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- `dfu_layout.h`:`caiic_bank_t` 新增 `start_address`(结构体 44 字节)。
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- Boot:校验 bootsetting 自身完整性(magic + 结构体 CRC32)后按 active bank 的
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`start_address` 跳转;地址越界或记录无效回退 APP1。
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- `app_ota.c`:OTA 写记录时填 `start_address`;`bankinfo` 命令同步打印。
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- `tools/merge_image.py`:**生成缺省 bootsetting** 打进 0x01004000(magic、active=APP1、
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bank1={start=0x01008000,size,crc32,version=0}、bank2 空、结构体 CRC32,与
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`boot_crc32.c` 同为 IEEE CRC32,脚本用 zlib 实现);支持 `merge_image.py [app_bin]
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[输出名]` 参数化。
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- `tools/make_package.bat`:构建改 `-r` 全量重建,杜绝陈旧中间产物进产线包。
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### 21.4 产物(均逐字段校验:向量表 / 结构体 CRC / bank1 CRC 与镜像吻合)
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- `tools/out/caiic_full.{hex,bin}`(79732B)= Boot + mcm-ddc-04(APP1 46964B)
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- `tools/out/caiic_ble_full.{hex,bin}`(62480B)= Boot + mcm-ddc-ble(APP1 29712B,
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该工程已重链接到 0x01008000/0x38000)
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日期:2026-09-02
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## 22. mcm-ddc-ble 工程:创建、FreeRTOS、CLI 搬迁与 BLE 帧协议落地
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mcm-ddc-04 在 Boot 跳转路径下仍有问题期间,新建 `mcm-ddc-ble/` 作为可工作的基座
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工程并逐步补齐功能。本节汇总其全部演进。
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### 22.1 工程创建(rdtss 蓝本)
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- 以 SDK `projects/n32wb03x_EVAL/ble/rdtss` 为蓝本整目录复制(BLE 原始数据透传服务,
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128-bit UUID,下行写 + 上行 notify,与 CLI-over-BLE 形态最接近)。
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- uvprojx/uvoptx 中 SDK 相对路径全部重定向到 `..\..\nations-tec\N32WB03x_SDK_V2.0.0\`,
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`nations-tec/` 只读未动。OTA_IMG_1/2 两个 target 保留不用。
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- 引脚核对:LED1=PB0、LED2=PA6、USART1=PB6/PB7、LPUART 日志=PB1,无 PA4/PA5(SWD)
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占用。
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- `main.c` 加 `ns_sleep_lock_acquire()` 永久锁睡眠,SWD 全程可调试(例程默认进
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deep sleep 会断开 SWD)。
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### 22.2 FreeRTOS 接入 + 点灯任务
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- SDK 自带 FreeRTOS V9(tasks/queue/list/timers + heap_4 + RVDS/ARM_CM0 port)加入
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工程;`FreeRTOSConfig.h` 从 mcm-ddc-04 移植。
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- 任务化:`ble_schedule_task`(512 字,优先级 2,rwip_schedule 循环,rwip 单上下文
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约束)、`led_task`(128 字,LED1 500ms 翻转)。
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- 踩坑:脚本写 uvprojx 路径时 `\t` 被 Python 解释成制表符(`Source\tasks.c` 变成
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`Source<TAB>asks.c`),Keil 报 `cannot create command input file`;另 `<FileName>`
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必须写纯文件名。
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### 22.3 从 mcm-ddc-04 搬迁 CLI 框架 + UART 驱动
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- 搬入:`bsp_usart.c/h`(printf 重定向 + DMA TX + RXDNE 中断队列 + TX 互斥锁,
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新增 `bsp_usart_rx_inject()`)、`cli_core.c/h`、`app_cli.c/h`(提示符 `caiic->`、
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Tab 补全、历史、四种行结束符)、`n32wb03x_it.c`(USART1_IRQHandler 转发 +
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HardFault 栈帧打印)、`app_version.h`(V1.00.01)、新写 `ble_up.c/h`(CLI 应答的
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BLE notify 上行:ke_msg 只允许 BLE 任务上下文,故 CLI 任务入队 512B 环形缓冲,
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BLE 调度任务 20B/notify、cfm 节流发送)。
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- 命令集:`help`/`version`/`sysinfo`/`led`(`log`、`bankinfo`、Ctrl+Z 依赖 04 的
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日志/OTA 系统,未搬)。
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- 拆除:`app_usart.c`(原透传 FIFO)、`ns_log_lpuart.c`(占用 `fputc` 与 bsp_usart
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冲突;`NS_LOG_LPUART_ENABLE` 置 0)。
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- main.c 增加 VTOR 预置(`0x80000000|0x01008000`,BLE init 前 USART1 RX 中断需要,
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BLE init 后 VTOR 归 0 不动)与启动 banner。
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- 踩坑:µVision 在 uvoptx 缺失/不同步时会把多个 target 的同名组文件清单合并,从
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target 1 删掉的文件仍被编进链接——三个 target 的条目需全部删除;以
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`Objects/*.lnp` 链接清单无残留为验证。
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### 22.4 实现 ble_protocol.md 帧协议
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- 新增 `app_ble_proto.c/h`(从 04 移植适配 rdtss 服务):字节流重组状态机
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(SOF 0xCA → 头 → payload → CRC16-CCITT,跨多次 BLE 写入重组,坏帧静默丢弃并
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重新找 SOF);CLI_REQ 执行命令,输出组帧 CLI_RSP 若干 + CLI_RSP_END{status}。
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- 通道隔离:串口输入只回串口,BLE 帧输入只回 BLE 帧(set/exec/restore 输出切换)。
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- OTA 帧类型(0x10~0x1F)保留不应答(本工程无 flash 升级)。
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- CRC16 已用标准向量("123456789" → 0x29B1)验证。
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- 协议文档 `docs/ble_protocol.md` 增加 1.2 节(rdtss 服务 UUID 表、差异点:默认
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MTU 下每帧 payload 13B、OTA 不支持)与 `help` 命令线上字节示例
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(`CA 01 00 04 00 68 65 6C 70 16 EC`)。
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### 22.5 产物与测试入口
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- 构建 0E/0W:`Code=31184 RO-data=3504 RW-data=1968 ZI-data=26912`(heap 20KB)。
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- 整包:`tools\out\caiic_ble_full.{hex,bin}`(Boot + 缺省 bootsetting + 本工程 APP1)。
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- 串口(115200):banner + `caiic->`;BLE:`CAIIC-MCM-20260902`,订阅 `...E0002`
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notify 后往 `...E0001` 写 CLI_REQ 帧即可对话。
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