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手把手教你用pcDuino的A10点灯

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发表于 2014-2-21 10:40:29 | 显示全部楼层 |阅读模式
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很多人问,我们板子上的arduino IDE或者c_environment做了什么让板子上的IO口有输入输出的功能。这篇文章将会告诉你,pcDuino是怎么工作的。
pcDuino板载的是嵌入式ubuntu或者android系统,这里必然要涉及到linux操作底层硬件的原理。大家都知道linux系统里面一切皆文件,那么linux系统怎么让硬件IO变成文件呢,请看下面一张图。

1.png
一、搭建环境:
sudo apt-get update
sudo apt-get install  vim  pcduino-linux-headers-3.4.29+
两条命令就在pcDuino上面把嵌入式开发环境搭建好了。

二、看手册:
这篇文章的目的是手把手教你将板子上面的RX,TX闪烁起来,首先要搞清楚板子RX和TX接在哪儿了,这个需要看原理图。

2.jpg
0—27和PH的28和GPIO一一对应,下面就可以根据这些信息写出相应的宏定义了。
10 #define GPIO_BASE   0x01C20800
11 #define GPH_CFG1    (GPIO_BASE + 0×100)
12 #define GPH_CFG2    (GPIO_BASE + 0×104)
13 #define GPH15_CFG   (1 << 28)
14 #define GPH16_CFG   (1 << 0)
15 #define GPH_DATA    (GPIO_BASE + 0x10c)

三、编写linux LED 驱动


这里就不再啰嗦了,我尽量在程序里面注释的详细一些。
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/delay.h>
#include <linux/device.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <asm/irq.h>
#include <asm/io.h>
/*根据芯片手册得到的宏定义*/
#define GPIO_BASE 0x01C20800
#define GPH_CFG1  (GPIO_BASE + 0×100)
#define GPH_CFG2  (GPIO_BASE + 0×104)
#define GPH15_CFG         (1 << 28)
#define GPH16_CFG         (1 << 0)
#define GPH_DATA  (GPIO_BASE + 0x10c)
/*自动创建设备节点结构体*/
static struct class *leddrv_class;
/*cfg1里面有PH15,cfg2里面有PH16*/
volatile unsigned  long  *gph_cfg1 = NULL;
volatile unsigned  long  *gph_cfg2 = NULL;
volatile unsigned  long  *gph_date = NULL;
/*设备打开函数,当你在应用程序里面对led执行open函数这个函数就会被执行*/
static int led_drv_open(struct inode *inode, struct file *file)
{
         /*将PH15_CFG位清零*/
         *gph_cfg1 &= ~(GPH15_CFG);
         /*将PH15_CFG位置1,即设置为输出模式*/
         *gph_cfg1 |= GPH15_CFG;

        *gph_cfg2 &= ~(GPH16_CFG);
        *gph_cfg2 |= GPH16_CFG;
         /*在内核里面打印要用printk*/
         printk(KERN_ALERT”led openi\n”);

         return 0;
}
/*设备写函数,当你在应用程序里面对led执行write函数这个函数就会被执行*/
static ssize_t led_drv_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t count, loff_t * ppos)
{
         printk(KERN_ALERT”led write\n”);
         int val ;
         /*内核空间和用户空间相互独立,两者之间数据交换要用这个函数*/
         copy_from_user(&val,buf,count);
         if(val == 1)
         {
                   /*置0,相当pin_write写0*/
                   *gph_date &= ~(0×03<<15);
         }
         else
         {      
                   /*置1,相当pin_write写1*/
                   *gph_date |= (0×03<<15);
         }
         return 0;
}
/*linux设备驱动里面每个设备都得要一个设备描述符,其实就可以结构体,有兴趣的可以看看他的原型*/
static struct file_operations led_drv_fops = {
    .owner  =   THIS_MODULE,    /* 这是一个宏,推向编译模块时自动创建的__this_module变量 */
    .open   =   led_drv_open,     /*函数指针赋值*/
    .write  =          led_drv_write,             /*函数指针赋值*/
};
/*主设备号变量*/
int major;
/*当执行insmod命令的时候这个函数会被执行 */
static int led_drv_init(void)
{      
         /*注册一个LED设备,参数0表示让操作系统分配主设备号,分配好了之后返回给major */
         major = register_chrdev(0, “led_drv”, &led_drv_fops);
         /*创建设备节点,有了这两个函数,我们在文件系统里面就会看到/dev/led */
         leddrv_class = class_create(THIS_MODULE,”led_drv”);
         device_create(leddrv_class,NULL,MKDEV(major,0),NULL,”led”);
         /*linux系统里面都是虚拟地址 ioremap就是将虚拟地址转换为物理地址,然后我们可以对寄存器进行操作
          *第一个参数表示需要映射的基地址,第二个参数表示长度,即基地址+0×10*/
         gph_cfg1 = (volatile unsigned long*)ioremap(GPH_CFG1,16);
         /*0×104 = 0×100 +4*/
         gph_cfg2 = gph_cfg1 + 1;
         /*0×104 = 0×100 +4*3*/
         gph_date = gph_cfg1 + 3;
         printk(KERN_ALERT”register\n”);
         return 0;
}
/*当执行rmmod的时候会被执行*/
static void led_drv_exit(void)
{
         /*注销LED设备*/
         unregister_chrdev(major, “led_drv”); // 卸载
         /*释放申请的地址*/
         iounmap(gph_cfg1);
         /*销毁创建的设备节点*/
         device_destroy(leddrv_class,MKDEV(major,0));
         class_destroy(leddrv_class);
         printk(KERN_ALERT”unregister\n”);
}
/*linux设备驱动的两个修饰符*/
module_init(led_drv_init);
module_exit(led_drv_exit);

/*遵循GPL协议*/
MODULE_LICENSE(“GPL”);

编写Makefile
KERN_DIR = /usr/src/linux-headers-3.4.29+/

all:
    make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules

clean:
    make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
    rm -rf modules.order

obj-m   += led.o

编译:make
加载:sudo insmod led.ko
卸载:sudo rmmod led

四:测试:
根据驱动程序,只需要写一个简单的测试代码就可以了。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
    int fd;
    int val = 1;
    fd = open(“/dev/led”,0666);
    if(fd < 0)
    {  
        printf(“cannot open\n”);
        return 0;
    }  
    while(1)
    {  
        write(fd,&val,sizeof(int));
        sleep(1);
        val = 0;
        write(fd,&val,sizeof(int));
        val = 1;
        sleep(1);
    }  
    close(fd);
    return 0;
}

编译:gcc led_test.c
执行:sudo ./a.out

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