MSPM0微控制器上的Embassy开发：TI芯片支持详解-优快云博客

MSPM0微控制器上的Embassy开发：TI芯片支持详解

【免费下载链接】embassy Modern embedded framework, using Rust and async. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/em/embassy

在嵌入式开发领域，Rust语言凭借其内存安全特性和现代语法正在迅速崛起。Embassy作为一个基于Rust和异步编程的现代嵌入式框架，为开发者提供了高效、安全的开发体验。本文将详细介绍如何在TI MSPM0系列微控制器上使用Embassy框架进行开发，包括环境搭建、核心功能和实战案例。

项目概述与环境准备

Embassy MSPM0 HAL（硬件抽象层）旨在为所有MSPM0和MSPS003芯片提供安全、符合Rust语言习惯的硬件抽象。该项目的源代码位于embassy-mspm0/目录下，官方文档可通过docs.embassy.dev查看（推荐使用该网站而非docs.rs，以获取特定芯片的文档）。

对于初学者，建议首先参考项目提供的示例代码。MSPM0相关的示例位于examples/mspm0g3507/目录下，包含了基础的项目结构和配置文件。在运行示例前，需要完成以下准备工作：

更新.cargo/config.toml文件，设置正确的probe-rs命令。例如，对于MSPM0G3507芯片，应使用probe-rs run --chip MSPM0G3507命令。可通过probe-rs chip list命令查看芯片支持列表。
调整Cargo.toml文件，添加正确的embassy-mspm0特性。对于LP-MSPM0G3507开发板，应添加mspm0g3507pm特性。可在embassy-mspm0/Cargo.toml文件中查找芯片对应的特性标志。
根据具体开发板的硬件配置，可能需要调整时钟、电源设置以及引脚映射。

核心功能模块

Embassy MSPM0 HAL提供了丰富的外设支持，主要包括以下模块：

GPIO（通用输入输出）：embassy-mspm0/src/gpio.rs实现了GPIO的初始化和控制功能。支持多端口（GPIOA、GPIOB等）配置，可灵活设置引脚方向、上下拉电阻等参数。
UART（通用异步收发传输器）：embassy-mspm0/src/uart.rs提供了UART通信的异步接口，支持中断驱动的收发操作，适合串口通信场景。
I2C（集成电路总线）：embassy-mspm0/src/i2c.rs和i2c_target.rs分别实现了I2C主机和从机功能，支持标准和快速模式。
ADC（模数转换器）：embassy-mspm0/src/adc.rs提供了ADC的配置和采样功能，支持多种输入通道和采样精度。
DMA（直接内存访问）：embassy-mspm0/src/dma.rs实现了DMA控制器的封装，支持内存到外设、外设到内存的数据传输，减轻CPU负担。
定时器：embassy-mspm0/src/timer.rs提供了定时器功能，支持定时中断、PWM输出等应用场景。
WWDT（窗口看门狗定时器）：embassy-mspm0/src/wwdt.rs实现了窗口看门狗功能，用于检测和处理系统异常。

这些模块均遵循嵌入式HAL（硬件抽象层）标准，提供了统一的接口，便于开发者在不同平台间移植代码。

开发实战：LED闪烁示例

以经典的LED闪烁示例为例，展示如何在MSPM0G3507开发板上使用Embassy框架。首先，确保已按照前文所述配置好开发环境。示例代码结构如下：

use embassy_executor::Spawner;
use embassy_mspm0::gpio::{AnyPin, Input, Level, Output, Pin, Pull};
use embassy_time::Timer;
use {defmt_rtt as _, panic_probe as _};

#[embassy_executor::main]
async fn main(_spawner: Spawner) {
    let p = embassy_mspm0::init(Default::default());
    let mut led = Output::new(p.PA05, Level::Low);
    
    loop {
        led.set_high();
        Timer::after_secs(1).await;
        led.set_low();
        Timer::after_secs(1).await;
    }
}

在这个示例中，我们使用了以下关键组件：

初始化：通过embassy_mspm0::init函数初始化系统，该函数位于embassy-mspm0/src/lib.rs文件中，负责配置时钟、外设等系统资源。
GPIO配置：使用Output::new创建LED控制引脚，这里使用PA05引脚。可根据开发板 schematic 调整引脚号。
异步定时器：通过embassy_time::Timer实现延时功能，体现了Embassy框架的异步特性。

编译并运行代码前，需确保Cargo.toml中包含正确的依赖项：

[dependencies]
embassy-mspm0 = { path = "../../embassy-mspm0", features = ["mspm0g3507pm", "rt"] }
embassy-executor = { version = "0.2.0", features = ["task-arena-size-32768"] }
embassy-time = { version = "0.2.0", features = ["embassy-time-driver-mspm0"] }
defmt-rtt = "0.4.0"
panic-probe = { version = "0.3.0", features = ["print-defmt"] }

高级特性与最佳实践

中断处理

Embassy MSPM0 HAL提供了灵活的中断处理机制，通过bind_interrupts!宏将中断与处理函数绑定。例如，UART接收中断的配置如下：

use embassy_mspm0::bind_interrupts;
use embassy_mspm0::uart;

bind_interrupts!(struct Irqs {
    UART0 => uart::InterruptHandler<peripherals::UART0>;
});

该宏定义位于embassy-mspm0/src/lib.rs文件中，支持多个中断的绑定。

外设共享与同步

在多任务环境下，外设共享需要特别注意同步问题。Embassy提供了多种同步原语，如Mutex、Signal等，位于embassy-sync/目录下。例如，使用Mutex保护I2C总线访问：

use embassy_sync::mutex::Mutex;
use embassy_mspm0::i2c;

static I2C_BUS: Mutex<CriticalSection, i2c::I2c<'static, peripherals::I2C0>> = Mutex::new();

async fn read_sensor() -> u8 {
    let mut i2c = I2C_BUS.lock().await;
    // I2C操作...
    0
}

低功耗优化

MSPM0系列微控制器以低功耗著称，Embassy框架通过异步编程模型进一步优化了功耗。开发者可利用embassy-time提供的定时器和休眠功能，结合外设的低功耗模式，实现高效的能量管理。具体配置可参考embassy-mspm0/src/wwdt.rs中的看门狗定时器设置。

总结与展望

本文详细介绍了在TI MSPM0微控制器上使用Embassy框架进行开发的方法，包括环境搭建、核心功能模块、实战示例以及高级特性。通过结合Rust的安全性和Embassy的异步编程模型，开发者可以构建高效、可靠的嵌入式系统。

随着项目的不断发展，Embassy对MSPM0系列的支持将更加完善。建议开发者持续关注RELEASE.md文件，了解最新的功能更新和API变化。如有疑问或需要支持，可参考examples/mspm0g3507/README.md中的指引，加入Embassy社区获取帮助。

通过本文的学习，相信读者已经掌握了MSPM0微控制器上Embassy开发的基础知识。接下来，可尝试更复杂的项目，如传感器数据采集、无线通信等，充分发挥Rust和Embassy在嵌入式开发中的优势。

【免费下载链接】embassy Modern embedded framework, using Rust and async. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/em/embassy

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考