迅为4412开发板Linux字符设备控制

阳阳天 · 发表于 2021-3-4 14:36

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在 linux 驱动中字符设备驱动是必须掌握的，本章主要介绍字符设备应用的程序，无论是学习了后面的知识自己写的字符驱动，还是已有的字符驱动，都需要能够写一些简单的应用程序。即使从事 Linux 驱动方面的工作，Linux 驱动写出来之后，也需要由驱动程序员编写简单的应用程序来进行测试的。
另外，关于驱动部分，迅为电子有专门的驱动实验教程提供给大家学习，大家有了这些基础之后再去学习底层的知识就会很容易了。
在本手册的 10.22 章节，大家可以看到这些 C 程序也是可以在 Android 下面运行的，只不过没有图形界面。
本章配套视频为：
“视频 06_01 字符设备控制之 main 函数传参数”
“视频 06_02 字符设备控制之 led 灯”
“视频 06_03 字符设备控制之 buzzer 蜂鸣器”
“视频 06_04 字符设备控制之 ADC 模数转换”
17.1  入口 main  函数的参数
在和用户交流的过程中，虽然所有人都学习过 C 语言，但是对 C 语言中的 main 函数的用法并不是很清楚。由于后面的实验需要用到这部分知识，这里就占用一个小节，先简单介绍一下 main 函数。
main  函数简介
main 函数作为应用程序的入口，在头文件“#include ”中。main 函数需要传参数的时候完整的定义为
int main(int argc,char **argv)
参数 argc，表示参数的个数
参数**argv，存储输入字符的数组，argv[0]表示程序名称，argv[1]——argv[n]输入的参数
不传参数的时候定义为
int main(void)
函数 main 的返回值为类型为 int，用于判断程序执行成功还是失败
main  函数例程
编写简单的 argvc.c 文件测试 main 函数。

如上图所示，将输入的参数第一个和第二个转换成 int 类型，赋值给 i 和 j，最后输出打印。
其中 argv[0]为程序名称，这里就是后面要编译的目标文件“argvc”。

编译运行测试
在 Ubuntu 系统下，如下图所示，进入前面实验创建的目录“/home/linuxsystEMCode/”，使用命令“mkdircharcontrol”新建 charcontrol 文件夹，将源码 argvc.c 拷贝进去，进入新建的文件夹 charcontrol，如下图所示。

使用命令“ARM-none-linux-gnueabi-gcc -o argvc argvc.c -static”编译 argvc 文件，如下图所示，使用命令“ls”可以看到生成了 argvc 可执行文件。

这里介绍 U 盘拷贝代码的方法，也可以编译进文件系统，具体方法参考 10.3.5 小节。将编译成的可执行文件 argvc，拷贝到 U 盘，启动开发板，插入 U 盘，加载 U 盘，运行程序如下。

如上图所示，程序成功运行，打印：
the Program name is ./mnt/udisk/argvc。
因为运行的程序就是“./mnt/udisk/argvc”，这是第一个参数
The command line has 2 argument:
10,11。

输入的参数是 10 和 11，对应 argv[2]和 argv[2]。
17.2  字符类 led  灯
在前面介绍 open 函数的时候，已经提到过如何打开字符类设备，获得句柄的方法和一般文件都是一样。
Led 灯的设备节点在/dev 目录下，如下图所示，在超级终端可以使用 ls 命令查找。

由于涉及到硬件知识，这里简单介绍一下硬件原理，如下图所示，led 小灯的硬件原理很简单。

如上图所示，给 KP_COL0 和 VDD50_EN 网络高电平，三极管 L9014 就会导通，电源 VSYS 就会将电压加到电阻 R 和 led 小灯上，小灯就会亮。
给 KP_COL0 和 VDD50_EN 网络低电平，三极管 L9014 就会截止，形成断路，小灯灭。
在前面介绍过，如果要给文件进行写操作，那么使用的是 write 函数。对于 led 小灯的操作，使用写函数，理论上也是可以的。但是对于 IO 口（这里的 IO 口指的是硬件上的 IO 口，不是指 IO 文件）的

操作，Linux 专门设计了一个高效的函数 ioctl。
这个函数在头文件#include中。
int ioctl( int fd, int request, int cmd);
参数 fd，函数 open 返回的句柄。
参数 request 和参数 cmd，由内核驱动决定具体操作，例如 request 可以代表那个 IO 口，cmd 代表对 IO 进行什么样的操作，也可以反过来。具体的含义由驱动工程师在驱动中 switch 决定。
返回值：返回 0 成功；返回-1，出错。

小灯测试例程
编写简单的 leds.c 文件测试小灯。首先添加头文件，如下图所示。
通过 main 参数传过来的参数是 char 字符格式的，如果要传递给 ioctl 函数，需要用到数值转化函数atoi，添加了头文件#include 。
接着由于小灯的数量和命令都是 2，所以对小灯数量和操作数进行宏定义
#define LED_NUM 2
#define LED_C 2。

然后 main 函数如下图所示。

如上图所示。
第 33 行，调用了 ioctl 函数，将 main 函数的第一个和第二个参数传入驱动。
第 19 行，解释那个参数具体代表什么含义，"argv1 is cmd;argv2 is io”，参数 1 对应命令，参数 2 对应具体那个 led 灯。
第 36 行，将打开的设备节点"/dev/leds"关闭。

编译运行测试
在 Ubuntu 系统下，如下图所示，进入前面实验创建的目录“/home/linuxsystemcode/charcontrol”，将源码 leds.c 拷贝进去，如下图所示。

使用命令“arm-none-linux-gnueabi-gcc -o leds leds.c -static”编译 leds 文件，如下图所示，使用命令“ls”可以看到生成了 leds 可执行文件。

这里介绍 U 盘拷贝代码的方法，也可以编译进文件系统，具体方法参考实验 02
将编译成的可执行文件 open，拷贝到 U 盘，启动开发板，插入 U 盘，加载 U 盘，运行程序如下。
如下图所示，如果不加参数会有提示，然后报错。

如下图所示，使用命令“./mnt/udisk/leds 0 0”运行，可以看到靠近蜂鸣器的小灯灭了。

所有参数对小灯的控制如下：
0 0 靠近蜂鸣器的小灯灭；
0 1 靠近按键的小灯灭；
1 0 靠近蜂鸣器的小灯亮；
1 1 靠近按键的小灯亮。用户可以自行测试一下。

modengxian111 · 发表于 2021-3-5 09:35

介绍的挺详细的

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