2021年07月22日 | 嵌入式驱动学习之GPIO驱动

开发环境

主机开发环境：ubuntu12.04

BootLoader：u-boot-1.1.6

kernel：linux-2.6.30.4

CPU：s3c2440

开发板：TQ2440

开发步骤

1、硬件分析

在天嵌科技提供的开发板中 4 个 LED 灯（TQ2440）分别使用了 S3C2440芯片的：GPB5、GPB6、GPB7 和 GPB8，下面列出来对应的原理图：

根据上图可以知道，当 CPU 的 GPB5 到 8 是低电平时，LED 灯亮；当为高电平时 LED 灯灭。只需要在驱动中实现对 GPB 口电平的控制就可以实现对灯进行开关操作。

2、编写LED驱动

以下为驱动源码：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

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#include

#include

#include

#include

#include

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#include

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#include

#include

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#include

#include

#include

#define DEVICE_NAME "le2440-leds" /* 加载模式后，执行”cat /proc/devices”命令看到的设备名称 */

#define LED_MAJOR 231         /* 主设备号 */

/* 应用程序执行 ioctl(fd, cmd, arg)时的第 2 个参数 */

#define IOCTL_LED_ON 1

#define IOCTL_LED_OFF 0

/* 用来指定 LED 所用的 GPIO 引脚 */

static unsigned long led_table[] = {

S3C2410_GPB5,

S3C2410_GPB6,

S3C2410_GPB7,

S3C2410_GPB8,

};

/* 用来指定 GPIO 引脚的功能：输出 */

static unsigned int led_cfg_table[] = {

S3C2410_GPB5_OUTP,

S3C2410_GPB6_OUTP,

S3C2410_GPB7_OUTP,

S3C2410_GPB8_OUTP,

};

/* 应用程序对设备文件/dev/le2440-leds 执行 open(...)时，

* 就会调用 le2440_leds_open 函数

*/

static int le2440_leds_open(struct inode *inode, struct file *file)

{

 int i;

 for (i = 0; i < 4; i++)

 {

// 设置 GPIO 引脚的功能：本驱动中 LED 所涉及的 GPIO 引脚设为输出功能

 s3c2410_gpio_cfgpin(led_table[i], led_cfg_table[i]);

 }

return 0;

}

/* 应用程序对设备文件/dev/le2440-leds 执行 ioclt(...)时，

* 就会调用 le2440_leds_ioctl 函数

*/

static int le2440_leds_ioctl(struct inode *inode, struct file *file,

       unsigned int cmd, unsigned long arg)

{

if (arg > 4) {

return -EINVAL;

}

switch (cmd) {

case IOCTL_LED_ON:

     // 设置指定引脚的输出电平为 0

s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], 0);

return 0;

case IOCTL_LED_OFF:

     // 设置指定引脚的输出电平为 1

s3c2410_gpio_setpin(led_table[arg], 1);

return 0;

default:

return -EINVAL;

}

}

/* 这个结构是字符设备驱动程序的核心

* 当应用程序操作设备文件时所调用的 open、read、write 等函数，

* 最终会调用这个结构中指定的对应函数

*/

static struct file_operations le2440_leds_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 = le2440_leds_open,

.ioctl = le2440_leds_ioctl,

};

static char __initdata banner[] ="TQ2440 le2240-ledsn";

static struct class *led_class;

/*

* 执行“insmod le2440_leds.ko”命令时就会调用这个函数

*/

static int __init le2440_leds_init(void)

{

int ret;

printk(banner);

/* 注册字符设备驱动程序

* 参数为主设备号、设备名字、file_operations 结构；

* 这样，主设备号就和具体的 file_operations 结构联系起来了，

* 操作主设备为 LED_MAJOR 的设备文件时，就会调用 le2440_leds_fops 中的相关成员函数

* LED_MAJOR 可以设为 0，表示由内核自动分配主设备号

*/

ret = register_chrdev(LED_MAJOR, DEVICE_NAME, &le2440_leds_fops);

if (ret < 0) {

printk(DEVICE_NAME " can't register major numbern");

return ret;

}

//注册一个类，使 mdev 可以在"/dev/"目录下面建立设备节点

led_class = class_create(THIS_MODULE, DEVICE_NAME);

if (IS_ERR(led_class)) {

printk("Err: failed in le2440-leds class. n");

return -1;

}

//创建一个设备节点，节点名为 DEVICE_NAME

device_create(led_class, NULL, MKDEV(LED_MAJOR, 0), NULL,

    DEVICE_NAME);

printk(DEVICE_NAME " initializedn");

return 0;

}

/*

* 执行”rmmod le2440_leds.ko”命令时就会调用这个函数

*/

static void __exit le2440_leds_exit(void)

{

/* 卸载驱动程序 */

unregister_chrdev(LED_MAJOR, DEVICE_NAME);

device_destroy(led_class, MKDEV(LED_MAJOR, 0)); //删掉设备节点

class_destroy(led_class); //注销类

}

/* 这两行指定驱动程序的初始化函数和卸载函数 */

module_init(le2440_leds_init);

module_exit(le2440_leds_exit);

/* 描述驱动程序的一些信息，不是必须的 */

MODULE_DESCRIPTION("TQ2440 LED Driver"); // 一些描述信息

MODULE_LICENSE("GPL");                  // 遵循的协议

Makefile如下：

#Makefile 

ifeq ($(KERNELRELEASE),) 

KERNELDIR ?= /home/linux/sky/ker/linux-2.6.30.4/ 

#KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build 

PWD := $(shell pwd) 

modules: 

    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD)  

modules_install: 

    $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install 

clean: 

    rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions Module* modules* 

.PHONY: modules modules_install clean 

else

obj-m := leds.o 

endif 

将其编译成.ko文件拷贝到NFS文件系统即可。
编译过程中遇到一些问题，经过查找资料，解决方法如下：

3、编写app控制LED灯

#include

#include

#include

#include

int main(int argc, char **argv)

{

int on;

int led_no;

int fd;

if (argc != 3 || sscanf(argv[1], "%d", &led_no) != 1 || sscanf(argv[2],"%d", &on) != 1 ||

    on < 0 || on > 1 || led_no < 1 || led_no > 4) {

fprintf(stderr, "Usage: leds which-led  0|1n");

exit(1);

}

fd = open("/dev/le2440-leds", 0);

if (fd < 0) {

perror("open device leds");

exit(1);

}

ioctl(fd, on, (led_no-1));

close(fd);

return 0;

}

Makefile如下：

CROSS=arm-linux-

all: leds

leds:leds.c

$(CROSS)gcc -o leds leds.c

$(CROSS)strip leds

clean:

@rm -vf leds *.o *~

编译成可执行文件拷贝到NFS文件系统即可

4、实验现象

加载.ko文件，执行app,便可以在开发板上控制任意一个LED灯的亮灭