迅为4412开发板-实验LEDS驱动一

阳阳天

14.1 本章导读
本节实验介绍一个完整的 GPIO 驱动，以后在 Linux 中需要处理 GPIO 驱动都可以仿照或
者移植这个驱动。
14.1.1 工具
14.1.1.1 硬件工具
1）iTOP4412 开发板
9 ]+ G6 _8 ?) e3 `" m5 G2）U 盘或者 TF 卡
3）PC 机
) a; `- K7 H6 J- o! L- N( H4）串口
4 m) K7 \9 I' s8 f: q14.1.1.2 软件工具
1）虚拟机 Vmware
6 l% j7 X) x2 j1 D) y, e' f- f/ B2）Ubuntu12.04.2
3）超级终端（串口助手）
4）源码文件夹“leds”
+ b8 R3 ?' \% O2 Z6 \5 B" O/ V4 F14.1.2 预备课程
* @2 t. W: `3 a7 Z' t# v& {/ i实验 12_物理地址虚拟地址
实验 13_GPIO 初始化
14.1.3 视频资源
3 _. ~* A, `* }% x) Z8 g本节配套视频为“视频 14 LEDS 驱动一”
14.2 学习目标
, W0 F: q) o$ I本章需要学习以下内容：
- }1 q9 {1 a8 I% o$ K( S! oLed 硬件原理简单介绍
Led 管脚的调用、赋值以及配置
" u- K+ r/ \% n6 |编写简单应用调用 LED 管脚，并测试
14.3 Led 硬件原理简单介绍
Led 的电路比较简单，一般是使用三极管搭建一个控制电路。
# H% Q  Z2 f- J# z. `如下图所示，是原理图中两个 Led 的控制电路。KP_COL0 和 VDD50_EN 网络控制 Led的通断。
; r, Y/ T# P! d
如上图所示。
) A- t' O( u( t6 ^! y. T2 g当 KP_COL0 和 VDD50_EN 网络时高电平的时候，三极管 L9014 的 BE 导通，CE 导通，相当于 5V 的 VSYS 电压加到 1K 和 Led 小灯上，小灯就会亮。
当 KP_COL0 和 VDD50_EN 网络时低电平的时候，三极管 L9014 的 BE 会截止，CE 截止，相当于 5V 的 VSYS 电压加到 1K、Led 小灯和一个无限大的电阻上，电流为零，小灯就会灭。
- |7 m$ S' r& I- {. E3 e14.4 Led 管脚的调用、赋值以及配置
; {/ q6 M2 Z" o0 f本节给大家介绍一部分涉及 GPIO 调用、赋值以及配置的函数。
14.4.1 GPIO 申请和释放函数
! |3 ~/ M) ], b" D5 {1 W! z想用使用任何一个 GPIO 都必须先申请。
在头文件“include/linux/gpio.h”中有 Linux 默认的 GPIO 申请函数，这个头文件是属于嵌入式 Linux 平台，任何一个嵌入式 Linux 内核都可以这么使用。
  c0 q' q, Y- T1 p如下图所示，在源码目录中使用命令“vim include/linux/gpio.h”打开该文件。
" J. @% ?1 X% `
如下图所示，就是本节实验中需要用到的函数 gpio_request。
  C. M" B) \7 M! k
如上图所示，简单介绍一下 gpio_request 函数。
: F4 E1 r; C. e/ c$ \4 c5 x: q: ?首先这个函数有一个重要的“检测”功能，就是如果其它地方申请了这个 IO，那么这里就会返回错误，提示已经被占用了，这是 Linux 中的一个标准用法。
gpio_request 函数有两个参数
* A2 v2 _5 ]" u, K$ funsigned gpio，申请的那个 GPIO，一般是 GPIO 对应的宏定义
; I  J. z0 T6 w% B- d/ o4 F: u. Uconst char *label，为 GPIO 取个名字，便于阅读
如下图所示，和 gpio_request 函数对应的是 gpio_free 函数。
# y' ~% ~- S" n- h* ~  ^% B  w
- ~) ^  R% _0 {( q$ r  F5 e在调用 gpio_request 函数之后，向系统表明这个 IO 已经被占用了，在卸载驱动的时候一般需要调用 gpio_free 函数将其释放。
gpio_free 函数的参数比较简单，只有一个 GPIO 参数，使用 GPIO 对应的宏定义即可。
& S8 \# z  p9 E/ f如下图所示，还有一个赋值函数 gpio_set_value。
& K/ ~# t% F" ]( [
在将 GPIO 配置为输出模式之后，还需要给 GPIO 赋值，一般就是高电平和低电平两种。
两个参数分别为
0 R$ g& l5 e! m, W9 }/ lunsigned gpio，GPIO
int value，高电平 1 和低电平 0。
* R: {. ?6 \1 n6 m  T0 E3 b14.4.2 GPIO 配置参数宏定义
, g3 @7 L# s- J1 c/ o. H) m* |' QGPIO 在 Linux 初始化，进行映射之后调用 GPIO 操作函数对 GPIO 宏定义进行操作就是对 GPIO 的操作。
这个 GPIO 宏定义文件都是由原厂提供，肯定是已经做好的，属于 BSP 板级开发包。
如下图所示，在源码目录中使用命令
“vim arch/ARM/mach-exynos/include/mach/gpio-exynos4.h”打开该文件。

9 c8 `; [/ @/ m如下图所示，可以看到所有的 GPIO 都已经定义了。
8 q: l# m3 d+ F1 Q3 S! i
% M1 \+ S2 J0 U4 q在原理图中查找 KP_COL0、VDD50_EN 网络，最终连接到 4412 上的部分如下图所示。
( p; Q% o1 P$ P8 m* G
: N' Z" o2 f. K9 T( m如上图所示，则两个 Led 的宏定义为 EXYNOS4_GPL2(0)，EXYNOS4_GPK1(1)。
14.4.3 GPIO 配置函数和参数
在 Linux 中，对 GPIO 的配置函数以及参数都已经集成到三星板级开发包中。
先来看一下配置函数，如下图所示，在源码目录中使用命令
“vim arch/arm/plat-samsung/include/plat/gpio-cfg.h”打开该文件。

9 p0 O& f7 O+ h. f( U0 G1 ^1 K如下图所示，s3c_gpio_cfgpin 函数就是本节实验需要的。

如上图所示，函数 extern int s3c_gpio_cfgpin(unsigned int pin, unsigned int to);
一般来说带有 s3cxxx 的函数就是三星平台能够通用的函数。
s3c_gpio_cfgpin 管脚配置函数有两个参数
参数 unsigned int pin，管脚
7 G* @# U' E4 d参数 unsigned int to，配置参数。
再来看一下配置参数，如下图所示，在源码目录中使用命令
' J" v( O- \' T# c“vim arch/arm/plat-samsung/include/plat/gpio-cfg.h”打开该文件，配置参数和函数是在同一个函数中。
5 y& L/ Q8 l" z* W0 C4 c$ S" {& {+ t
4 u+ G9 k8 M! b6 t1 l如下图所示，对于 GPIO 需要将其配置为输出模式，对应 S3C_GPIO_OUTPUT 宏定义。
3 K1 |6 {5 p: P
14.5 编写简单应用调用 LED 管脚，并测试
2 l9 P5 z0 M  ^在前面的 devicenode_linux_module.c 文件上添加代码，首先将文件名devicenode_linux_module.c 改为 leds.c。
" J" \/ [  x$ T7 b3 w6 k& B5 i( x先处理一下编译文件 Makefile，如下图所示，将 devicenode_linux_module 改为leds。

接着修改 leds.c 文件。
首先添加需要的头文件，如下图所示，分别是申请 GPIO、配置函数、配置参数、GPIO宏定义等的头文件。然后将设备节点名称由 hello_ctl123 修改为 hello_ctl
1 C/ e0 T8 z0 }! M! T* a8 |
然后需要修改的就是 probe 函数，一般说来 GPIO 的初始化都是在 probe 中。如下图所示，调用配置函数以及配置函数。

然后就是修改一下 ioctl 函数，在 Linux 中对 GPIO 的控制一般是使用 ioctl，虽然 write函数也可以实现类似的功能，但是 ioctl 函数的效率高一些。如下图所示，根据应用传入的参数给 GPIO 赋值。

如上图所示，先对于参数做一个简单的判断，然后给 led 赋值。
. g- [; G/ v( h接着再来看一下应用，如下图所示，应用比较简单，调用延时函数，首先将 Led 点亮三秒，然后再灭掉三秒，再点亮。

在 Ubuntu 系统下新建 leds 文件夹，将写好的 leds 和编译脚本拷贝到 leds 文件夹下，使用 Makefile 命令编译驱动，使用
9 k) d, T4 _& C6 @6 Y0 \“arm-none-linux-gnueabi-gcc -o invoke_leds invoke_leds.c -static”命令编译应用。如下图所示
: m) }: G) x  V
将上图中的文件 invoke_leds 和 leds.ko 拷贝到 U 盘。
2 q% Z: i0 l) X! b启动开发板，将 U 盘插入开发板，使用命令“ mount /dev/sda1 /mnt/udisk/”加载 U盘符，
使用命令“ insmod /mnt/udisk/leds.ko ”加载驱动 leds.ko，
使用命令“./mnt/udisk/invoke_leds”运行小应用 invoke_leds，如下图所示。

经过上面的操作可观察到 led 小灯会一亮一灭一亮，中间大概间隔三秒钟。


5 J4 z+ P  H5 r

modengxian111

看着还不错