Nrf Connect Project Init

nRF528xx 项目初始化

引导用户通过人机交互方式完成新项目的创建、配置、编译和烧录。

Step 1: 确保开发环境到位

⚠️ 不能仅用 which 检查。west/JLinkExe 可能已安装但不在 PATH 中。必须复用 nrf-connect-sdk-setup 的检测脚本。

1.1 检查交叉编译器

which arm-none-eabi-gcc && arm-none-eabi-gcc --version | head -1

若缺失 → 提示用户先运行 nrf-connect-sdk-setup skill。

1.2 检查 JLinkExe（含非标准路径检测）

JLINK_PATH=""
candidates="$(
  which JLinkExe 2>/dev/null
  echo "/Applications/SEGGER/JLink/JLinkExe"
  find /Applications/SEGGER -name 'JLinkExe' -maxdepth 3 2>/dev/null
  echo "/opt/homebrew/bin/JLinkExe"
  echo "/usr/local/bin/JLinkExe"
  find "$HOME/tools" -name 'JLinkExe' -maxdepth 5 2>/dev/null
  find "$HOME/.local" -name 'JLinkExe' -maxdepth 5 2>/dev/null
)"
while IFS= read -r p; do
  if [ -n "$p" ] && [ -x "$p" ]; then JLINK_PATH="$p"; break; fi
done <<< "$candidates"
echo "JLinkExe: ${JLINK_PATH:-NOT_FOUND}"

若缺失 → 提示用户先安装 J-Link 驱动。若找到但不在 PATH，记录路径供烧录使用。

1.3 检查 west（含非标准路径检测）

WEST_BIN=""
for p in "$(which west 2>/dev/null)" \
         "$HOME/Library/Python/3.9/bin/west" \
         "$HOME/Library/Python/3.10/bin/west" \
         "$HOME/Library/Python/3.11/bin/west" \
         "$HOME/.local/bin/west"; do
  if [ -n "$p" ] && [ -x "$p" ]; then WEST_BIN="$p"; break; fi
done
echo "west: ${WEST_BIN:-NOT_FOUND}"

若缺失 → 提示先运行 nrf-connect-sdk-setup。记录 WEST_BIN 路径，后续所有 west 命令需确保 PATH 包含其目录。

1.4 检查 NCS workspace

test -d "$HOME/ncs/.west" && echo "NCS: $HOME/ncs" || echo "NCS: NOT_FOUND"

1.5 记录环境变量

后续所有 west build / west flash 命令前必须设置：

export PATH="<WEST_BIN_DIR>:<JLINK_BIN_DIR>:$PATH"
source "$HOME/ncs/zephyr/zephyr-env.sh"

Step 2: 侦测芯片型号

通过 AskUserQuestion 工具与用户交互：

2.1 自动侦测芯片型号

引导用户将 J-Link 连接芯片并供电（VTref > 3.0V），然后运行：

JLinkExe -NoGui 1 -device nRF52840_xxAA -if SWD -speed 4000 -autoconnect 1 -CommanderScript /dev/stdin <<< "connect\nexit" 2>&1 | grep -E "CPUID|Device|Found"

如果连接成功，从 CPUID register 读取芯片信息：

• 0x410FC241 → nRF52840 (Cortex-M4)
• 0x412FC231 → nRF52832 (Cortex-M4)
• 0x411FC231 → nRF52810 (Cortex-M4)

Zephyr board 名称对应：
nrf52840dk_nrf52840, nrf52832dk_nrf52832, nrf52810dk_nrf52810 等

2.2 手动指定（自动侦测失败时）

通过 AskUserQuestion 让用户选择芯片型号:

• "nRF52840 (Recommended)"
• "nRF52832"
• "nRF52810"
• "nRF52833"
• "nRF52820"
• "nRF52811"
• "nRF52805"
• "Other (请在 Other 中填写完整型号)"

Step 3: 确认开发内容与硬件资源

通过 AskUserQuestion 与用户逐项确认：

3.1 编程语言

• "C (Recommended)"
• "C++"

3.2 需要的功能模块（多选）

• "GPIO (LED/按键)"
• "UART/串口 (调试输出)"
• "SPI (显示屏/传感器)"
• "I2C (传感器)"
• "PWM"
• "ADC"
• "BLE (蓝牙低功耗)"
• "USB"
• "其他（请在 Other 中补充）"

3.3 硬件资源详情

引导用户填写每个模块的具体引脚和配置。例如：

• GPIO: "LED 连接到 P0.15，低电平点亮"
• UART: "TX=P0.06, RX=P0.08, 波特率 115200"
• SPI: "SCK=P0.27, MOSI=P0.26, MISO=P0.29, CS=P0.28"
• I2C: "SDA=P0.17, SCL=P0.20"

通过多次 AskUserQuestion 收集完整硬件配置。

Step 4: 确认项目基本信息

• 项目名称: 用户输入（默认: nrf52_project）
• 项目路径: 用户指定（默认: $HOME/projects/<项目名>）
• 目标板: 从 Step 2 确定的 Zephyr board 名称

Step 5: 确认 bootloader 布局

通过 AskUserQuestion 询问用户：

• "开发板有无 bootloader？"
  • "无 bootloader，APP 从 0x0 开始 (Recommend)"
  • "有 UF2 bootloader（如 Nice!Nano），APP 从 0x26000 开始"
  • "自定义偏移（请填写 0x 地址）"

⚠️ 烧录偏移的影响：

• CONFIG_FLASH_LOAD_OFFSET=0x26000 只影响 hex/bin 文件的加载地址
• 使用 west flash 或 JLinkExe loadfile 烧录 merged.hex 时，hex 文件内含地址信息，会自动烧录到正确偏移
• 无需手动 erase 或 loadbin 指定偏移地址

Step 6: 检查目标板卡的设备树定义（⚠️ 必须执行）

⚠️ 在生成 overlay 前，必须先读取目标板卡的 DTS 文件，了解已有引脚定义，避免：

1. 创建冗余的 LED/按键节点（板卡已有）
2. 使用已废弃的 devicetree 语法（如 tx-pin，Zephyr 3.5+ 需用 pinctrl）

# 查找板卡 DTS 文件
find $NCS_DIR/zephyr/boards -path "*<board_name>*" -name "*.dts" | head -3
# 读取主 DTS 和 pinctrl dtsi

检查要点：

1. LED 节点：板卡已定义哪些 LED？引脚号？active-high/low？
2. 按键节点：板卡已定义哪些按键？
3. UART 引脚：是否已通过 pinctrl 配置？引脚是否匹配用户需求？
4. SPI/I2C 引脚：同上

overlay 生成原则：

• 如果板卡已有匹配的 LED/按键节点 → 仅修改 aliases 指向，不新建节点
• 如果引脚不匹配 → 在 overlay 中用 pinctrl 方式覆盖（参考板卡的 -pinctrl.dtsi 语法）
• 绝对不要使用 tx-pin/rx-pin 等旧语法，必须用 pinctrl-0/pinctrl-names

Step 7: 生成项目框架

在确认的目标路径创建 CMake 项目：

项目目录结构

<project>/
├── CMakeLists.txt        # 顶层 CMake
├── prj.conf              # Zephyr Kconfig 配置
├── boards/
│   └── <board>.overlay   # 设备树 overlay（引脚映射）
└── src/
    └── main.c / main.cpp # 应用入口

CMakeLists.txt 模板

cmake_minimum_required(VERSION 3.20)
find_package(Zephyr REQUIRED HINTS $ENV{ZEPHYR_BASE})
project(<project_name>)

target_sources(app PRIVATE src/main.c)

prj.conf 模板

# GPIO
CONFIG_GPIO=y

# UART / 串口控制台
CONFIG_SERIAL=y
CONFIG_CONSOLE=y
CONFIG_UART_CONSOLE=y

# 打印输出
CONFIG_PRINTK=y

# Bootloader 偏移（如有 UF2 bootloader）
# CONFIG_FLASH_LOAD_OFFSET=0x26000

src/main.c 模板 (C，含 UART 输出)

#include <zephyr/kernel.h>
#include <zephyr/drivers/gpio.h>
#include <zephyr/sys/printk.h>

/* LED 引脚 - 根据 Step 6 检查结果填充 */
#define LED_NODE DT_ALIAS(led0)
static const struct gpio_dt_spec led = GPIO_DT_SPEC_GET(LED_NODE, gpios);

int main(void)
{
    if (!device_is_ready(led.port)) {
        printk("LED device not ready\n");
        return -1;
    }

    gpio_pin_configure_dt(&led, GPIO_OUTPUT_ACTIVE);

    printk("<project_name> started\n");

    while (1) {
        gpio_pin_toggle_dt(&led);
        printk("tick\n");
        k_msleep(1000);
    }

    return 0;
}

boards/.overlay 生成规则（⚠️ 根据 Step 6 检查结果选择）

情况 A：板卡已有匹配的 LED 节点（推荐，如 nrf52840dk）

仅修改 alias 指向已有节点，不新建节点：

/ {
    aliases {
        /* 将 led0 指向板卡已有的 LED 节点（如 led2 = P0.15） */
        led0 = &led2;
    };
};

情况 B：板卡没有用户所需的 LED 引脚

新建 LED 节点：

/ {
    aliases {
        led0 = &user_led;
    };

    user_led: led {
        compatible = "gpio-leds";
        user_led_0: led_0 {
            gpios = <&gpio0 15 GPIO_ACTIVE_LOW>;
            label = "User LED";
        };
    };
};

情况 C：需要修改 UART 引脚（⚠️ 必须用 pinctrl，不能用 tx-pin）

Zephyr 3.5+ 已废弃 tx-pin/rx-pin 属性，必须使用 pinctrl 方式。

&pinctrl {
    uart0_custom: uart0_custom {
        group1 {
            psels = <NRF_PSEL(UART_TX, 0, 6)>;
        };
        group2 {
            psels = <NRF_PSEL(UART_RX, 0, 8)>;
            bias-pull-up;
        };
    };
};

&uart0 {
    status = "okay";
    current-speed = <115200>;
    pinctrl-0 = <&uart0_custom>;
    pinctrl-1 = <&uart0_sleep>;
    pinctrl-names = "default", "sleep";
};

参考板卡的 -pinctrl.dtsi 文件了解正确的 pinctrl 语法。

Step 8: 编译项目

⚠️ 编译前必须设置环境变量：

export PATH="<WEST_BIN_DIR>:<JLINK_BIN_DIR>:$PATH"
source "$HOME/ncs/zephyr/zephyr-env.sh"

cd <project_path>
west build -b <board_name> . --pristine

编译失败常见问题

Step 9: 烧录验证

9.1 烧录方式选择

通过 AskUserQuestion 询问：

• "JLink 烧录（west flash）(Recommended)"
• "JLink 手动烧录（JLinkExe + CommandFile）"
• "生成 UF2 文件拖拽烧录"

9.2 方式 A：west flash（推荐）

west flash --runner jlink

⚠️ 若 west flash 报 FATAL ERROR: Python dependencies missing：

pip3 install --user -r "$HOME/ncs/zephyr/scripts/requirements-base.txt"

若 west flash 执行后无输出或静默退出：可能是 JLinkExe 需要 USB 权限但被 sandbox 限制。改用方式 B。

9.3 方式 B：JLinkExe 手动烧录（west flash 失败时使用）

# 生成 JLink 命令脚本
cat > /tmp/flash.jlink << 'EOF'
device <CHIP>_xxAA
if SWD
speed 4000
connect
loadfile <project_path>/build/merged.hex
r
g
exit
EOF

# 执行烧录（使用 Step 1.2 记录的 JLINK_PATH）
<JLINK_PATH> -NoGui 1 -CommandFile /tmp/flash.jlink

芯片型号映射：

• nRF52840 → nRF52840_xxAA
• nRF52832 → nRF52832_xxAA
• nRF52810 → nRF52810_xxAA

9.4 烧录后验证

观察 LED 是否按预期闪烁，或通过串口查看 printf 输出：

# macOS
screen /dev/tty.usbmodem* 115200
# 或
screen /dev/tty.SLAB_USBtoUART* 115200

# Linux
screen /dev/ttyACM* 115200

按 Ctrl+A 然后 K 然后 Y 退出 screen。

完成标志

• 项目目录创建完成
• west build 编译成功
• 固件烧录到芯片并运行（LED 闪烁 / 串口输出正常）
• 用户确认开发环境可以开始调试

完成后提示用户：后续开发中遇到问题可使用 nrf-528xx-debug skill 协助排错。