• 嵌入式Linux应用开发-第七章-野火-正点原子IMX6ULL的LED驱动程序

    嵌入式Linux应用开发-第七章-野火-正点原子IMX6ULL的LED驱动程序

    野火IMX6ULL的LED驱动程序

    在这里插入图片描述

    7.4 野火/正点原子 IMX6ULL的 LED驱动程序

    野火、正点原子用的内核版本是 4.1.15，
    我们用的内核版本是 linux 4.9.88， 都是 4.x版本，在学习上没有任何差别。 你拿到板子后，可以使用他们出厂的系统， 也可以根据我们提供的高级用户手册更改为我们的系统。

    7.4.1 原理图

    7.4.1.1 野火 fire_imx6ull-pro开发板

    LED原理图如下，它使用 GPIO5_IO03，引脚输出低电平时 LED被点亮，输出高电平时 LED被熄灭：
    在这里插入图片描述

    7.4.1.2 正点原子 Atk_imx6ull-alpha开发板

    LED原理图如下，它使用 GPIO1_IO03，引脚输出低电平时 LED被点亮，输出高电平时 LED被熄灭：
    在这里插入图片描述

    7.4.2 所涉及的寄存器操作

    GPIO模块图如下：
    在这里插入图片描述
    代码中对硬件的操作截图如下，截图便于对比，后面有文字便于复制：
    在这里插入图片描述

    7.4.2.1 野火 fire_imx6ull-pro开发板

    步骤 1：使能 GPIO5
    在这里插入图片描述
    设置 b[31:30]就可以使能 GPIO5，设置为什么值呢？
    注意：
    在 imx6ullrm.pdf中，CCM_CCGR1的 b[31:30]是保留位；我以前写程序时错用了 imx6ul(不是imx6ull)的手册，导致程序中额外操作了这些保留位。不去设置 b[31:30]，GPIO5也是默认使能的。 看下图，设置为 0b11：
    在这里插入图片描述
    ① 00：该 GPIO模块全程被关闭
    ② 01：该 GPIO模块在 CPU run mode情况下是使能的；在 WAIT或 STOP模式下，关闭
    ③ 10：保留
    ④ 11：该 GPIO模块全程使能

    /* GPIO5_IO03 */ 
/* a. 使能 GPIO5  
* set CCM to enable GPIO5  
 * CCM_CCGR1[CG15] 0x20C406C  
 *  bit[31:30] = 0b11  
 * / 

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    步骤 2：设置 GPIO5_IO03为 GPIO模式
    设置如下寄存器：
    在这里插入图片描述

    /* b. 设置 GPIO5_IO03用于 GPIO  
* set IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3  
*   to configure GPIO5_IO03 as GPIO  
*  IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 0x2290014  
*  bit[3:0] = 0b0101 alt5  
* / 

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    步骤 3：设置 GPIO5_IO03为输出引脚，
    设置其输出电平 寄存器地址为：
    在这里插入图片描述
    设置数据寄存器，设置引脚的输出电平：
    在这里插入图片描述

    /* c. 设置 GPIO5_IO03作为 output引脚  
* set GPIO5_GDIR to configure GPIO5_IO03 as output  
*  GPIO5_GDIR  0x020AC000 + 0x4  
*  bit[3] = 0b1  
*/ 

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    /* d. 设置 GPIO5_DR输出低电平  
* set GPIO5_DR to configure GPIO5_IO03 output 0  
* GPIO5_DR 0x020AC000 + 0  
* bit[3] = 0b0  
* / 

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    /* e. 设置 GPIO5_IO3输出高电平  
* set GPIO5_DR to configure GPIO5_IO03 output 1  
*  GPIO5_DR 0x020AC000 + 0  
*  bit[3] = 0b1  
* / 

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    7.4.2.2 正点原子 Atk_imx6ull-alpha开发板

    **步骤 1：**使能 GPIO1
    在这里插入图片描述
    设置 b[27:26]就可以使能 GPIO1，设置为什么值呢？ 看下图，设置为 0b11：
    在这里插入图片描述
    ① 00：该 GPIO模块全程被关闭
    ② 01：该 GPIO模块在 CPU run mode情况下是使能的；在 WAIT或 STOP模式下，关闭
    ③ 10：保留
    ④ 11：该 GPIO模块全程使能

    /* GPIO1_IO03 */ 
/* a. 使能 GPIO1  
* set CCM to enable GPIO1  
* * CCM_CCGR1[CG13] 0x20C406C  
* * bit[27:26] = 0b11  
* */ 

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    步骤 2：
    设置 GPIO1_IO03为 GPIO模式 设置如下寄存器：
    在这里插入图片描述

    /* b. 设置 GPIO1_IO03用于 GPIO  
* set IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03  
*   to configure GPIO1_IO03 as GPIO  
*  IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03  0x20E0068  
*  bit[3:0] = 0b0101 alt5  
*/ 

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    步骤 3：
    设置 GPIO1_IO03为输出引脚，设置其输出电平 寄存器地址为：
    在这里插入图片描述
    设置方向寄存器，把引脚设置为输出引脚：

    在这里插入图片描述
    设置数据寄存器，设置引脚的输出电平：
    在这里插入图片描述

    /* c. 设置 GPIO1_IO03作为 output引脚  
* set GPIO1_GDIR to configure GPIO1_IO03 as output  
* GPIO1_GDIR  0x0209C000 + 0x4  
*  bit[3] = 0b1 
* / 

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    /* d. 设置 GPIO1_DR输出低电平  
* set GPIO1_DR to configure GPIO1_IO03 output 0  
*  GPIO1_DR 0x0209C000 + 0  
*  bit[3] = 0b0  
* / 

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    /* e. 设置 GPIO1_IO03输出高电平  
* set GPIO1_DR to configure GPIO1_IO03 output 1  
*  GPIO1_DR 0x0209C000 + 0  
*  bit[3] = 0b1  
* / 

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    7.4.3 写程序

    7.4.3.1 野火 fire_imx6ull-pro开发板

    使用 GIT下载所有源码后，本节源码位于如下目录：

    01_all_series_quickstart\ 
05_嵌入式 Linux驱动开发基础知识\source\02_led_drv\       
02_led_drv_for_boards\fire_imx6ull-pro_src_bin 

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    硬件相关的文件是 board_fire_imx6ull-pro.c，其他文件跟 LED框架驱动程序完全一样。 它首先构造了一个 led_operations结构体，用来表示 LED的硬件操作：

    100 static struct led_operations board_demo_led_opr = { 
101     .num  = 1, 
102     .init = board_demo_led_init, 
103     .ctl  = board_demo_led_ctl, 
104 }; 
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    led_operations结构体中有 init函数指针，它指向 board_demo_led_init函数，在里面将会初始化LED引脚：使能、设置为 GPIO模式、设置为输出引脚。
    值得关注的是第 35～38行，对于寄存器要先使用 ioremap得到它的虚拟地址，以后使用虚拟地址访问寄存器：

    21 static volatile unsigned int *CCM_CCGR1                              ; 
22 static volatile unsigned int *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3; 
23 static volatile unsigned int *GPIO5_GDIR                             ; 
24 static volatile unsigned int *GPIO5_DR                               ; 
25 
26 static int board_demo_led_init (int which) /* 初始化 LED, which-哪个 LED */     
27 { 
28     unsigned int val; 
29 
30     //printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which); 
31     if (which == 0) 
32     { 
33         if (!CCM_CCGR1) 
34         { 
35             CCM_CCGR1  = ioremap(0x20C406C, 4); 
36         IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 = ioremap(0x2290014, 4); 
37             GPIO5_GDIR  = ioremap(0x020AC000 + 0x4, 4); 
38             GPIO5_DR    = ioremap(0x020AC000 + 0, 4); 
39         } 
40 
41         /* GPIO5_IO03 */ 
42         /* a. 使能 GPIO5 
43          * set CCM to enable GPIO5 
44          * CCM_CCGR1[CG15] 0x20C406C 
45          * bit[31:30] = 0b11 
46          */ 
47         *CCM_CCGR1 |= (3<<30); 
48 
49         /* b. 设置 GPIO5_IO03用于 GPIO 
50          * set IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 
51          *      to configure GPIO5_IO03 as GPIO 
52          * IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3  0x2290014 
53          * bit[3:0] = 0b0101 alt5 
54          */ 
55         val = *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3; 
56         val &= ~(0xf); 
57         val |= (5); 
58         *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 = val; 
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61         /* b. 设置 GPIO5_IO03作为 output引脚 
62          * set GPIO5_GDIR to configure GPIO5_IO03 as output 
63          * GPIO5_GDIR  0x020AC000 + 0x4 
64          * bit[3] = 0b1 
65          */ 
66         *GPIO5_GDIR |= (1<<3); 
67     } 
68 
69     return 0; 
70 } 
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    led_operations结构体中有 ctl函数指针，它指向 board_demo_led_ctl函数，在里面将会根据参数设置 LED引脚的输出电平：

    72 static int board_demo_led_ctl (int which, char status) /* 控制 LED, which-哪个 LED, status:1-亮,0-灭 */ 
73 { 
74     //printk("%s %s line %d, led %d, %s\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which, status ? "on" : "off"); 
75     if (which == 0) 
76     { 
77         if (status) /* on: output 0*/ 
78         { 
79             /* d. 设置 GPIO5_DR输出低电平 
80              * set GPIO5_DR to configure GPIO5_IO03 output 0 
81              * GPIO5_DR 0x020AC000 + 0 
82              * bit[3] = 0b0 
83              */ 
84             *GPIO5_DR &= ~(1<<3); 
85         } 
86         else  /* off: output 1*/ 
87         { 
88             /* e. 设置 GPIO5_IO3输出高电平 
89              * set GPIO5_DR to configure GPIO5_IO03 output 1 
90              * GPIO5_DR 0x020AC000 + 0 
91              * bit[3] = 0b1 
92              */ 
93             *GPIO5_DR |= (1<<3); 
94         } 
95 
96     } 
97     return 0; 
98 } 
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    下面的 get_board_led_opr函数供上层调用，给上层提供 led_operations结构体：

    106 struct led_operations *get_board_led_opr(void) 
107 { 
108     return &board_demo_led_opr; 
109 } 
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    7.4.3.2 正点原子 Atk_imx6ull-alpha开发板
    使用 GIT下载所有源码后，本节源码位于如下目录：

     01_all_series_quickstart\ 
 05_嵌入式 Linux驱动开发基础知识\source\02_led_drv\       
 02_led_drv_for_boards\atk_imx6ull-alpha_src_bin 
 

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    硬件相关的文件是 board_atk_imx6ull-alpha.c，其他文件跟 LED框架驱动程序完全一样。 它首先构造了一个 led_operations结构体，用来表示 LED的硬件操作：

    100 static struct led_operations board_demo_led_opr = { 
101     .num  = 1, 
102     .init = board_demo_led_init, 
103     .ctl  = board_demo_led_ctl, 
104 }; 
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    led_operations结构体中有 init函数指针，它指向 board_demo_led_init函数，在里面将会初始化LED引脚：使能、设置为 GPIO模式、设置为输出引脚。
    值得关注的是第 35～38行，对于寄存器要先使用 ioremap得到它的虚拟地址，以后使用虚拟地址访问寄存器：

    26 static int board_demo_led_init (int which) /* 初始化 LED, which-哪个 LED */ 
27 { 
28     unsigned int val; 
29
30     //printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which); 
31     if (which == 0) 
32     { 
33         if (!CCM_CCGR1) 
34         { 
35             CCM_CCGR1 = ioremap(0x20C406C, 4); 
36             IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 = ioremap(0x20E0068, 4); 
37             GPIO1_GDIR = ioremap(0x0209C000 + 0x4, 4); 
38             GPIO1_DR  = ioremap(0x0209C000 + 0, 4); 
39         } 
40 
41         /* GPIO1_IO03 */ 
42         /* a. 使能 GPIO1 
43          * set CCM to enable GPIO1 
44          * CCM_CCGR1[CG13] 0x20C406C 
45          * bit[27:26] = 0b11 
46          */ 
47         *CCM_CCGR1 |= (3<<26); 
48 
49         /* b. 设置 GPIO1_IO03用于 GPIO 
50          * set IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 
51          *      to configure GPIO1_IO03 as GPIO 
52          * IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03  0x20E0068 
53          * bit[3:0] = 0b0101 alt5 
54          */ 
55         val = *IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03; 
56         val &= ~(0xf); 
57         val |= (5); 
58         *IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 = val; 
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61         /* c. 设置 GPIO1_IO03作为 output引脚 
62          * set GPIO1_GDIR to configure GPIO1_IO03 as output 
63          * GPIO1_GDIR  0x0209C000 + 0x4 
64          * bit[3] = 0b1 65          */ 
66         *GPIO1_GDIR |= (1<<3); 
67     } 
68 
69     return 0; 
70 } 
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    led_operations结构体中有 ctl函数指针，它指向 board_demo_led_ctl函数，在里面将会根据参数设置 LED引脚的输出电平：

    72 static int board_demo_led_ctl (int which, char status) /* 控制 LED, which-哪个 LED, status:1-亮,0-灭 */ 
73 { 
74     //printk("%s %s line %d, led %d, %s\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which, status ? "on" : "off"); 
75     if (which == 0) 
76     { 
77         if (status) /* on: output 0*/ 
78         { 
79             /* d. 设置 GPIO1_DR输出低电平 
80              * set GPIO1_DR to configure GPIO1_IO03 output 0 
81              * GPIO1_DR 0x0209C000 + 0 
82              * bit[3] = 0b0 
83              */ 
84             *GPIO1_DR &= ~(1<<3); 
85         } 
86         else  /* off: output 1*/ 
87         { 
88             /* e. 设置 GPIO1_IO03输出高电平 
89              * set GPIO1_DR to configure GPIO1_IO03 output 1 
90              * GPIO1_DR 0x0209C000 + 0 
91              * bit[3] = 0b1 
92              */
93             *GPIO1_DR |= (1<<3); 
94         } 
95 
96     } 
97     return 0; 
98 } 
99 

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    下面的 get_board_led_opr函数供上层调用，给上层提供 led_operations结构体：

    106 struct led_operations *get_board_led_opr(void) 
107 { 
108     return &board_demo_led_opr; 
109 } 
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    7.4.4 上机实验

    首先设置工具链，然后修改驱动程序 Makefile指定内核源码路径，就可以编译驱动程序和测试程序了。 启动开发板，挂载 NFS文件系统，这样就可以访问到 Ubuntu中的文件。 最后，就可以在开发板上进行下列测试。

    7.4.4.1 野火 fire_imx6ull-pro开发板

    注意：如果要使用板子自带的系统，关闭原有 LED驱动的方法是类似的，也是进入开发板/sys/class/leds/目录，对于每一个 LED在该目录下都有一个子目录，假设某个子目录名为 XXX，则执行如下命令：

    # echo none  >  /sys/class/leds/XXX/trigger 

    • 1

    使用我们的系统时，按如下操作。
    要先禁止内核中原来的 LED驱动，把“heatbeat”功能关闭，执行以下命令即可：

    # echo none > /sys/class/leds/cpu/trigger 

    • 1

    这样就可以使用我们的驱动程序做实验了：

    # insmod  xxxxxx_led.ko 
#./ledtest  /dev/xxxxxx_led0  on 
#./ledtest  /dev/xxxxxx_led0  off 

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    如果想恢复原来的心跳功能，可以执行：

    # echo heartbeat > /sys/class/leds/cpu/trigger  

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    7.4.4.2 正点原子 Atk_imx6ull-alpha开发板

    注意：如果要使用板子自带的系统，关闭原有 LED驱动的方法是类似的，也是进入开发板/sys/class/leds/目录，对于每一个 LED在该目录下都有一个子目录，假设某个子目录名为 XXX，则执行如下命令：

     # echo none  >  /sys/class/leds/XXX/trigger 

    • 1

    使用我们的系统时，按如下操作。 要先禁止内核中原来的 LED驱动，把“heatbeat”功能关闭，执行以下命令即可：

     # echo none > /sys/class/leds/sys-led/trigger 

    • 1

    这样就可以使用我们的驱动程序做实验了：

     # insmod  xxxxxx_led.ko 
 # ./ledtest  /dev/xxxxxx_led0  on 
 # ./ledtest  /dev/xxxxxx_led0  off 

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    如果想恢复原来的心跳功能，可以执行：

     # echo heartbeat > /sys/class/leds/sys-led/trigger 

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    7.4.5 课后作业

    a. 在驱动里有 ioremap，什么时候执行 iounmap？请完善程序
    b. 视频里我们只实现了点一个 LED，开发板上也只有一个 LED， 所以，请修改代码操作蜂鸣器。

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/kingpower2018/article/details/133318011