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ExistOS-For-HP39GII

English readme

一个开源的 HP39GII 固件项目

简介

GPL Licence Build Status

本固件项目由一群计算器爱好者始创，使用了 FreeRTOS kernel、TinyUSB、FatFs、dhara、giac 等库。我们非常欢迎同好试用和改善本项目的代码，也非常乐意听取您的宝贵意见。期待您的参与！

参见仅安装节以获取安装教程。

注：以下特性主要适用于Build 70及之前的版本

目录

使用者指引
目前工作进展 实验性功能
安装教程
适用 Win10/11 使用 ExistOS Updater 安装 (推荐新手使用)
Win/Linux 通用 使用 OS_Loader 和 EDB 安装
Windows 模拟器使用 (可体验 ExistOS)
使用教程
初始化 系统快捷键 访问内部存储
KhiCAS 基本使用 基本计算 示例 1: 绘图
示例 2: 不定积分 示例 3: 定积分
示例 4: 编程绘制 Logistic 方程映射 Feigenbaum 分岔图
实验性功能 充电功能（未完全测试） Emu48 39/48 Saturn 模拟器
如何卸载并刷回原生系统 本项目贡献者 开源许可证
开发者指引
目前工作进展 实验性功能
编译与安装教程
准备环境 编译系统 固件安装
贡献代码
文档 (待补) 第三方 APP 开发 代码提交规范
如何卸载并刷回原生系统 本项目贡献者 开源许可证

目前工作进展

  • Boot
  • 调试串口
  • LCD 256 级灰度 屏幕驱动
  • STMP3770 中断控制器
  • 键盘驱动（GPIO 轮询）
  • 定时器驱动
  • CPU 频率设定
  • RTC 时钟
  • USB 大容量存储模式
  • USB 串口控制台
  • USB 模拟键盘鼠标
  • USB 功能动态配置
  • FLASH 驱动
  • FATFS 文件系统
  • 多任务
  • 虚拟内存
  • APP 加载
  • 最小化 MicroPython 实现
  • 用户界面 GUI
  • 基本电源管理
  • 完全电源管理
  • 完全脱离官方刷机工具的固件升级

实验性功能

  • USB 输入镍氢电池充电功能
  • Saturn 模拟器运行 hp39g 固件
  • Saturn 模拟器运行 hp48g 固件

目前工作进展：如上。关于具体用户界面 GUI 等还在讨论中，如有宝贵意见可于 Issues 提出。

仅安装

Windows 下使用 ExistOS Updater 刷入

您需要准备好：

  • 固件：从此处下载
    • 请下载 OSLoader.sb 和 ExistOS.sys
  • 刷机工具：从此处下载
    • 仅支持 Windows 10，Windows 11

然后参考此教程刷入固件。

通用方法

您需要准备好：

  • 固件：从此处下载
    • 请下载 OSLoader.sb 和 ExistOS.sys
  • sb_loader：用于将 OSLoader 载入计算器 RAM，若您的 HP39gii 上没有安装 ExistOS 则需要使用。
    • Windows 用户请从此处下载二进制文件；
    • Linux 用户请从此处下载压缩包并解压，进入 tools/sbtools/ 目录，用 make 编译（无需安装）。
      • 您会得到 sb_loader 可执行文件。
  • EDB（Exist Debug Bridge）：用于刷写固件。
    • Windows 用户请从此处下载二进制文件；
    • Linux 用户请从此处下载压缩包并解压，使用如下命令编译：
      • mkdir build
      • cmake -B build
      • cmake --build build
      • 您会得到 edb 可执行文件。

请将上述文件置于同一文件夹下，以便操作。

若您的 HP39gii 上没有安装 ExistOS，请先：

  1. 卸下计算器的所有电池
  2. 按住 ON/C 并连接 USB 到电脑
  3. 运行 sbloader -f OSLoader.sb
  • 计算器将会启动 ExistOS 引导程序，然后将提示找不到系统（如下图），请不要断开计算器电源（USB），继续下面的步骤。
  • OSL Boot

当计算器上已有安装 ExistOS 时：

  1. 连接 USB 到电脑
  2. 运行 edb -r -s -f OSLoader.sb 1408 b
  • 计算器将重新启动，此步骤会刷入 OSLoader 引导程序
  1. 运行 edb -r -s -f ExistOS.sys 1984
  • 计算器将重新启动，此步骤会刷入 ExistOS 主系统
  1. 享受 ExistOS 吧
  • 如果遇到问题，或者有意参与本项目，您可以加入 QQ 群（942419621）。

编译和安装

准备环境

请先克隆本仓库到本地：

git clone https://github.com/ExistOS-Team/ExistOS-For-HP39GII.git # https
git clone git@github.com:ExistOS-Team/ExistOS-For-HP39GII.git # ssh

然后进入目录：

cd ExistOS-For-HP39GII

以下步骤默认假设您已位于本项目根目录。

请注意：

  • gcc-arm-none-eabi v10.3 测试通过，从此处可获取适用 Linux 的二进制文件
    • 使用其它版本可能导致 OSLoader 编译后无法运行
系统 安装
Windows 从这里下载安装 gcc-arm-none-eabi
请勿忘记添加 PATH
Debian apt-get install gcc-arm-none-eabi
Ubuntu apt-get install gcc-arm-none-eabi
Arch Linux pacman -Syu arm-none-eabi-gcc
其它 查阅是否有提供二进制包，或者从源码编译
上方链接系新版本，旧版本（v10.3）见此

添加 udev 规则：

系统 安装
Windows 不需要执行此步骤
Linux（大多数发行版） sudo cp 99-hp39gii.rules /etc/udev/rules.d/
然后重启 udev 以载入规则：
sudo service udev restart
如果上面的命令不起作用：
sudo udevadm control --reload-rules
sudo udevadm trigger
其它使用 udev 的系统 拷贝项目下的 99-hp39gii.rules 到 udev 规则目录，随后重启 udev

安装编译器：

系统 安装
Windows 下载 Ninja，解压，然后将解压目录添加到 PATH 中
Debian apt-get install cmake make
Ubuntu apt-get install cmake make
Arch Linux pacman -Syu cmake make

安装依赖库：

系统 安装
Windows 已经预先编译好，无需安装
Debian apt-get install libcrypto++-dev libusb-1.0-0-dev
Ubuntu apt-get install libcrypto++6 libcrypto++-dev libusb-1.0.0-dev
Arch Linux pacman -Syu libusb crypto++
其它 安装 libusb 1.0，libcrypto++，随后用 pkg-config 检查是否已经正确应用

Tips：pkg-config 会根据 /usr/lib/pkgconfig/ 中存放的 *.pc文件定位库位置，如果您手动添加依赖库，请修改CMakeLists.txt 更正依赖库路径。

编译 sbtool：

系统 安装
Windows 已经预先编译好，在 tools 目录下
Linux cd tools/sbtools/ && make
cp sb_loader ../
cp elftosb ../
cd ../../
cd Libs/src/micropython-master/ports/eoslib/ && make
cd ../../../../../

编译 EDB：

系统 安装
Windows 已经预先编译好，在 tools 目录下
Linux cd tools/
git clone https://github.com/ExistOS-Team/edb-unix.git
cd edb-unix/
mkdir build
cmake -B build/
cmake --build build/
cp build/edb ../
cd ../../

编译 sys_signer:

系统 安装
Windows Binary executable in tools/
Linux cd tools/sys_signer/
mkdir build
cmake -B build/
cmake --build build/
cp build/sys_signer ../
cd ../../

编译系统

新建一个文件夹用于存放编译的二进制文件和缓存：

mkdir build
cd build

准备编译：

系统 安装 备注
Windows cmake .. -G Ninja 指定了 Ninja 作为编译器
Linux cmake ..

编译：

系统 安装
Windows ninja
Linux make

固件安装

OSLoader（RAM）

注意：HP39GII 的相关驱动程序请自行安装。

提示：已安装 ExistOS 的计算器不需要执行此步骤，除非，刷坏了……

OSLoader 是引导程序，用于加载 ExistOS 并提供底层 API 和虚拟内存相关功能，使用下面的命令刷入 OSLoader（需要计算器处在刷写模式）。

要刷写 OSLoader，需要先将计算器完全断电（卸下所有电池），按住 ON/C 键不放，之后插入 USB 数据线。

Windows 系统下可以查看设备管理器是否出现一个名为 “USB 输入设备” 且 ID 为 066F:3770 的 USB HID 设备

USBID

系统 安装
Windows ninja sb_flash
Linux make sb_flash

OSLoader

系统 安装
Windows ninja edb_flash_loader
Linux make edb_flash_loader

刷入 OSLoader 后计算器会自动重启，此时已刷入新的 OSLoader。

ExistOS

系统 安装
Windows ninja edb_flash_sys
Linux make edb_flash_sys

刷入 ExistOS 后计算器会自动重启，此时已刷入新的系统并可以使用。

模拟器使用

可以通过 Windows 平台上的 ExistOS Emulator 模拟器体验系统。

Emulator

模拟器下载地址：https://github.com/ExistOS-Team/ExistOS-Emulator/releases/tag/Latest

模拟器文件传输

在模拟器进入系统主界面后直接将 PC 上的文件拖入模拟器窗口后即可完成文件发送。

模拟器系统更新

直接替换 ExistOS.sys。

固件基本使用

初次使用

系统编译和安装完成后，第一次开机将会见到如下系统界面，提示将 Flash 的数据区格式化为 FAT16 格式的文件系统，ENTER 点击 OK 开始格式化，大约耗时半分钟。

Sys1

出现以下界面后表示 Flash 数据区已经格式化完毕，点击 OK 进入系统主界面。

Sys1

目前系统预置应用如下，KhiCAS 用于进行代数计算，Emu48 目前为实验应用，用于模拟 hp39g/48g 系计算器系统（目前实现了对 39g 的基本模拟），将固件文件放入计算器后即可启动，[←][→][↑][↓]键选择，[ENTER]键确定，F1~F3 切换选项卡。

Sys1

Files 选项卡为当前文件浏览器，可以浏览目录、打开 jpg 格式图片、播放 mjpeg 编码 avi 格式视频以及执行.exp 格式的 Exist APP 应用，目前暂未实现其它文件管理功能。

Sys1

Status 选项卡用于显示当前系统状态，以及相关的参数设定。

Sys1

Sys1

系统快捷键

以下快捷键在任何界面均可起作用（包括系统崩溃时）

  ON + F5 清除资料，格式化，重启菜单
  ON + [+] 增加屏幕对比度
  ON + [-] 减少屏幕对比度

内部存储的访问

在系统开机前（或按下 ON/C 开机之后立即）按住 F2 键不放，会出现如下界面：

Sys1

屏幕出现 USB MSC Mode 字符后使用 USB 线缆接入计算机即可访问存储空间，此时电脑上会出现一个约 80MB 的 U 盘，System 为系统资源（字体、图片之类，目前暂不使用），xcas 文件夹存放 KhiCAS 的用户脚本、会话(历史记录)等资料。操作完文件后务必使用安全弹出防止文件损坏，安全弹出时计算器会对写入 Flash 内容进行同步和整理，可能会出现短暂的卡顿，请耐心等待。

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Sys1

KhiCAS 的基本使用

主界面 Application 选项卡中按下 ↓ 键选中 KhiCAS 应用，按下 Enter 键启动应用。第一次启动时会弹出提示选择使用 Xcas 语法模式 F1 还是 Python 语法模式 F6。

Sys1

设定完成后当前状态会显示在下边的状态栏，其中第一项为当前时间，第二项为语法模式（Xcas 或 Python），第三项弧度或角度制，第四项为当前会话文件名。

使用 time(hh,mm) 命令设置时间(24 时计时)，例如 time(11,45) 表示设置时间为 11:45

Sys1

初始化完成后便可以进行一些相关的计算。

[ON/C]清除历史记录。

[SHIFT]+[ON/C]保存会话并退出。

基本计算

在 KhiCAS 中可以输入一般的表达式进行计算，支持大整数计算，但对于小数仅支持单精度浮点。

Sys1

对于输入的表达式（或 ↑ ↓ 键选择的历史记录）可以按下 View 键 F3 后将其转化为自然输入模式进行编辑。

Sys1

Sys1

使用 F1 和 F2 键可以调出可能常用的指令菜单。

Sys1

Sys1

cmds 菜单 (F4) 里用二级目录的方式列出了 KhiCAS 中的全部命令（包括代数、复数、多项式、概率、绘图等命令），可以在其中搜寻需要的指令，选中对应的指令后 input 键输入到主界面，或按下 help 查看指令帮助，ex1、ex2 键输入自带的示例。

Sys1

Sys1

示例 1: 绘图

使用 plot 命令可以对基本函数进行绘图，绘图界面 ↑ ↓ ← → 键移动画布，+ - 键缩放，* 键自动缩放铺满屏幕，/ 键自动缩放让 x y 坐标刻度等距。

  plot(表达式, x)
  plot(表达式, x=[起点...终点], xstep=步进)

Sys1 Sys1

plotpolar 命令则在极坐标系下绘图

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plotfield 绘制矢量场

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示例 2: 不定积分

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示例 3: 定积分

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示例 4: 编程绘制 Logistic 方程映射 Feigenbaum 分岔图

在 KhiCAS 中有两种语法工作模式 Xcas 和 Python，并提供了脚本执行功能，因此可以通过编程的方式定义新函数，这里使用 Python 语法来实现绘制如下的分岔图。

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在主界面中按下 File 键 (F6)，选择第六项打开脚本编辑器。

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脚本编辑器中，左上角显示当前时间，语法模式，文件名，当前编辑行号/总行数。 F1~F3中存储了一些如符号判断、循环体、函数定义等的快捷命令

Sys1

这里使用的脚本如下，首先先定义了两个全局向量 r 和 p ，函数 f 迭代的结果会存储在这两个向量中，最后在外部能够调用 KhiCAS 的 point(r,p) 命令进行绘图。

r = []
p = []
def f():
  for u in range(0, 40):
    x = 0.132456
    for n in range(1,50):
      x1 = (u/10)*x*(1-x)
      x = x1
      if n > 25:
        r.append(u/100)
        p.append(x)
  return

编辑完成后使用 File 菜单里的 Check syntax 选项可以对脚本进行检查和编译，结果会输出到主控制台上。

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如下图为脚本有符号错误时编译的结果，会具体提示所在行号（或者是在 Xcas 模式下编译 Python 脚本也会出现错误）

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编译成功的结果如下图。

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随后调用脚本中的函数名执行上面所写的函数，执行完后再调用 point 指令将迭代输出的散点绘制到画布上。

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最终输出：

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实验性功能说明

充电功能（未完全测试）

目前固件支持通过控制 SoC 内部 DCDC 和线性稳压器从 USB 取电，降压到 1.4V 后输出给电池仓进行充电，因此使用该功能时务必使用可充电电池，以防发生危险。

使用方法：接入 USB 线后切换到Status界面，滚动至最底部勾选Enable Charge后电池仓开始输出电流，查看上面显示信息可以看到核心温度上升至 50℃ 左右，这是因为充电相关的升降压电路是和 CPU 集成在同一芯片内。

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以下是使用一节标称 400mAh 1.2V AAAA 电池测试充电时绘制的系统状况曲线（充电时间：6 小时）：

Sys1

以下是使用一节标称 400mAh 1.2V AAAA 电池测试放电时绘制的系统状况曲线（放电时间：2 小时）：

Sys1

Emu48 39/48 Saturn 模拟器

该功能可以通过运行 Saturn 虚拟机的方式运行 HP39/48 系列计算器的固件，目前仅完成了 hp 39g 固件的加载，退出和数据保存功能还未完成，且未进行相关优化，速度较慢。

使用方法：将 HP 39g 计算器的固件 rom.g39 (1MB) 放置到计算器存储空间的根目录下，在系统应用主界面点击 Emu48 后即可使用，故载入速度较慢，请耐心等待。

重启：ON + F6

关机：ON + F3

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Sys1

系统卸载并刷回原生系统

刷入原生系统前需要将全片 Flash 擦除，否则使用原生刷机工具时会卡在格式化环节。

Flash 全盘擦除方法：在刷入 OS Loader 后或 Exist OS 系统运行时，按下ON+F5界面进入数据清空界面，随后选择全盘格式化，请注意，全盘数据擦除操作不可撤销，当显示“Operation Finish.”后操作完成，Flash 数据将全部清除且不可恢复，此时重新上电计算器并在 Win7/XP 环境下使用原生刷机工具即可刷入。

第三方 APP 开发

ExistOS APP 开发见如下仓库：

https://github.com/ExistOS-Team/ExistOS-App-demo

代码提交规范

如果您想贡献代码，请遵守以下规范

  1. 变量

    • 变量采用小驼峰命名法命名。例如 windowHeight。
    • 函数参数的命名与变量相同。
    • 不应使用单个字符命名。临时变量，循环变量除外，允许使用 i，j，k 等。
    • 可考虑在名称前加适当有意义的前缀，如 p 代表指针。
    • 不得在一行内同时定义变量和指针，如 char *p, q;。

  2. 函数

    • 函数采用下划线命名法命名。例如 get_window_width。
    • 函数的命名应遵循动宾关系。
    • 可考虑在名称前加适当有意义的前缀，如 is 代表返回值为 bool 类型。
    • 短小的函数可以定义为 inline，函数的参数和返回值应尽量使用指针而非变量。
    • 应尽量避免使用递归，而应考虑重构为循环。

  3. 常量，宏及硬件相关

    • 常量及宏采用下划线分隔大写字母的方式命名。例如 MAX_WIDTH。

  4. 自定义类型

    • 自定义类型采用下划线命名法命名（暂定）。
    • 用 struct 定义非单例对象时，必须使用 typedef 语句先定义自定义类型。

  5. 运算符及其他符号

    • 一元运算符应紧贴变量，如 c++，*p。
    • 二元运算符两侧都应空格，如 i == 1，a += 3。例外：->运算符。
    • 三元运算符同二元运算符，如 isLeft ? 1 : 0。
    • 逗号后应空格。
    • 在不易理解的地方应适当加注括号。

  6. 伪类

    若确有面向对象的必要的，可以考虑用 typedef struct 实现伪类。

    • 伪类采用大驼峰（帕斯卡）命名法命名。

    • 伪类中保存属性，其命名与一般变量相同。

    • 伪类的方法不保存在伪类中，而采用全局函数。方法采用下划线法命名。

      • 一般方法命名为 ClassName_method_name，其第一个参数始终应为一个指向该类型对象的指针并命名为 this（即使不需要）。

      • 静态方法命名为 ClassName_static_method_name。

      • 命名为 ClassName_initializer 的一般方法应在伪类的对象定义后立即调用。

  7. 代码部分

    7.1

    if (a == 1) {                          // 关键字与括号间应空格，括号与花括号间应空格
    // code here
}else{                                 // 采用Java风格
    // code here
}
if (b == 1) return;                    // 块中只有一句代码时，可以不打花括号并不换行，空一格即可

    7.2

    while (true)
    ;                                  // 使用空循环时，应将分号换行并缩进

    7.3

    ​ (a) 一般 for 循环的循环变量定义在 for 循环中：

        for (int i = 0; i < l; i++) {
        // code here
    }

    ​ (b) 外部使用循环变量的情况，也应在此处赋初值：

        int i;
    for (i = 0; i < l; i++) {
            // code here
    }
    return i;

    ​ (c) 非必要不得将 for 循环此三处中任意一处空出：for ( ; ; )，否则请使用 while 循环。

    7.4 禁止在需要判断语句的地方进行赋值操作，如 if (a = 1)，(a = 1) ? a : 0 等。

    7.5 非必要应尽量避免使用 goto 语句。

    7.6 应多用 switch，少用 else if。switch 语句中，每一个 case 中都最好有一个 break/return 语句，多个 case 共用完全相同的一段代码时除外。使用 switch 穿越时应分外小心并最好加注注释。

对于 VSCode 用户，可以使用 clang-format 扩展方便的格式化代码。

贡献者

特别感谢：

许可协议

GPL-3.0