1. 环境搭建与Hello World

任务目标

本案例完成Zephyr RTOS开发环境的搭建，编译一个Hello World程序并烧录到开发板，通过串口输出验证工具链与开发板连接正常。以nRF52840 DK开发板为例，使用西数（West）构建工具。

环境依赖

• 主机系统：Ubuntu 22.04（64位）或Windows 10/11 + WSL2
• 必要工具：Python 3.8+、pip3、git、cmake（≥3.20）、dtc（device tree compiler）、ninja-build
• 开发板：nRF52840 DK（PCA10056）或其他Zephyr支持的目标板
• Zephyr SDK：用于编译链接的交叉工具链

环境搭建步骤

1. 安装系统依赖：sudo apt install --no-install-recommends git cmake ninja-build gperf ccache dfu-util device-tree-compiler wget python3-dev python3-pip python3-setuptools python3-tk python3-wheel xz-utils file make gcc gcc-multilib g++-multilib libsdl2-dev libmagic1
2. 创建虚拟环境并安装west：python3 -m venv ~/zephyrproject/.venv，激活后执行 pip install west
3. 获取Zephyr源码：west init ~/zephyrproject，然后 cd ~/zephyrproject && west update
4. 安装Python依赖：pip install -r zephyr/scripts/requirements.txt
5. 下载Zephyr SDK：从官方Release页面下载 zephyr-sdk-0.16.5_linux-x86_64.tar.xz，解压后运行 ./setup.sh，安装时选择默认路径 ~/zephyr-sdk-0.16.5
6. 导出环境变量：将以下内容加入 ~/.bashrc：
   export ZEPHYR_TOOLCHAIN_VARIANT=zephyr
export ZEPHYR_SDK_INSTALL_DIR=~/zephyr-sdk-0.16.5
export PATH=~/zephyrproject/.venv/bin:$PATH
   然后执行 source ~/.bashrc

关键完整代码

Zephyr的Hello World示例位于 zephyr/samples/hello_world，核心源码如下（src/main.c）：

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

int main(void)
{
    printk("Hello World! %s\n", CONFIG_BOARD);
    return 0;
}

构建配置文件 prj.conf 内容为空即可（默认无需额外配置）。开发板配置文件由Zephyr板级支持包自动提供。

编译与烧录

1. 进入示例目录：cd ~/zephyrproject/zephyr/samples/hello_world
2. 构建：west build -b nrf52840dk/nrf52840（首次构建会自动调用cmake配置）
3. 连接开发板USB口，确认主机识别到J-Link调试器
4. 烧录：west flash

验证方法

烧录完成后，打开串口终端（如 screen /dev/ttyACM0 115200 或使用minicom），观察输出。若开发板连接正常且程序运行成功，串口将显示：

Hello World! nrf52840dk/nrf52840

判定通过条件：串口输出与上述内容一致，且无错误信息。若输出乱码，检查串口波特率是否为115200；若无输出，检查开发板USB连接及J-Link驱动是否正常。

常见问题

• west命令找不到：确认虚拟环境已激活，执行 which west 检查路径
• 编译报错找不到Zephyr SDK：确认 ZEPHYR_SDK_INSTALL_DIR 指向正确的SDK解压目录
• 烧录失败提示无法连接J-Link：安装J-Link驱动，或检查开发板USB线是否为数据线（非仅充电线）