2021年10月27日 | Linux之ARM（IMX6U）裸机C语言蜂鸣器驱动实验--驱动编写,编译

前几篇博文试验中的驱动 LED 灯亮灭属于 GPIO 的输出控制，本章再巩固一下 I.MX6U 的 GPIO输出控制，在 I.MX6U-ALPHA 开发板上有一个有源蜂鸣器，通过 IO 输出高低电平即可控制蜂鸣器的开关，本质上也属于 GPIO 的输出控制

1、有源蜂鸣器简介

蜂鸣器常用于计算机、打印机、报警器、电子玩具等电子产品中，常用的蜂鸣器有两种：有源蜂鸣器和无源蜂鸣器，这里的有“源”不是电源，而是震荡源，有源蜂鸣器内部带有震荡源，所以有源蜂鸣器只要通电就会叫。无源蜂鸣器内部不带震荡源，直接用直流电是驱动不起来的，需要 2K-5K 的方波去驱动。 I.MX6U-ALPHA 开发板使用的是有源蜂鸣器，因此只要给其供电就会工作， I.MX6U-ALPHA 开发板所使用的有源蜂鸣器如图 14.2.1 所示：

有源蜂鸣器只要通电就会叫，所以我们可以做一个供电电路， 这个供电电路可以由一个 IO来控制其通断，一般使用三极管来搭建这个电路。为什么我们不能像控制 LED 灯一样，直接将GPIO 接到蜂鸣器的负极，通过 IO 输出高低来控制蜂鸣器的通断。因为蜂鸣器工作的电流比LED 灯要大，直接将蜂鸣器接到 I.MX6U 的 GPIO 上有可能会烧毁 IO，所以我们需要通过一个三极管来间接的控制蜂鸣器的通断，相当于加了一层隔离。本章我们就驱动 I.MX6U-ALPHA 开发板上的有源蜂鸣器，使其周期性的“滴、滴、滴……”鸣叫。

2、硬件原理分析

通过一个 PNP 型的三极管 8550 来驱动蜂鸣器，通过 SNVS_TAMPER1 这个 IO来控制三极管 Q1 的导通，当 SNVS_TAMPER1 输出低电平的时候 Q1 导通，相当于蜂鸣器的正极连接到 DCDC_3V3，蜂鸣器形成一个通路，因此蜂鸣器会鸣叫。同理，当 SNVS_TAMPER1输出高电平的时候 Q2 不导通，那么蜂鸣器就没有形成一个通路，因此蜂鸣器也就不会鸣叫。

3、实验程序的编写

本实验在上一次（BSP实验）实验的基础上再做修改，把BSP实验的工程文件复制一份，

新建 VSCode 工程，工程创建完成以后在 bsp 文件夹下新建名为“beep”的文件夹，蜂鸣器驱动文件都放到“beep”文件夹里面。

3.1、在写驱动之前要找到对应的寄存器设置好属性

3.11、复用为GPIO

再找到头文件中对应的宏

3.12、找到其设置电器属性并配置电器属性

*bit 16:0 HYS 关闭

*bit [15:14]: 00 默认下拉

*bit [13]: 0 kepper 功能

*bit [12]: 1 pull/keeper 使能

*bit [11]: 0 关闭开路输出

*bit [7:6]: 10 速度 100Mhz

*bit [5:3]: 110 R0/6 驱动能力

*bit [0]: 0 低转换率

3.2、beep.h

#ifndef __BEEP_H

#define __BEEP_H

#include "imx6ul.h"

void init_beep(void);

void beep_switch(int status);

#endif // !__BEEP_H

3.3、beep.c

#include "beep.h"

/*初始化蜂鸣器*/

void init_beep(void)

{

    IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_SNVS_SNVS_TAMPER1_GPIO5_IO01,0);  /*复用为GPIO*/

    /*

    *bit 16:0 HYS 关闭

    *bit [15:14]: 00 默认下拉

    *bit [13]: 0 kepper 功能

    *bit [12]: 1 pull/keeper 使能

    *bit [11]: 0 关闭开路输出

    *bit [7:6]: 10 速度 100Mhz

    *bit [5:3]: 110 R0/6 驱动能力

    bit [0]: 0 低转换率

    */

    IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_SNVS_SNVS_TAMPER1_GPIO5_IO01,0x10b0);/*设置其电器属性*/

    /*GPIO初始化*/

    GPIO5->GDIR |= (1<<1);  /*设置为输出*/

    GPIO5->DR |= (1<<1); /*蜂鸣器默认关闭*/

}

/*蜂鸣器控制*/

void beep_switch(int status)

{

    if(status == ON)

        GPIO5->DR |= (1<<1);

    else if(status == OFF)

        GPIO5->DR &= ~(1<<1);

}

beep.c 文件一共有两个函数： beep_init 和 beep_switch，其中 beep_init 用来初始化 BEEP 所使用的 GPIO，也就是 SNVS_TAMPER1，将其复用为 GPIO5_IO01，和上一章的 LED 灯初始化函数一样。 beep_switch 函数用来控制 BEEP 的开关，也就是设置 GPIO5_IO01 的高低电平，很简单。

3.4、把头文件包含进main.h中

3.4.1、修改.vscode文件把beep文件夹路径加入到.vscode

3.4.2、修改main.h

3.5、调用驱动和蜂鸣器执行函数

main.c

#include "main.h"

int main() 

{

    clk_enable();  //使能外设时钟

    led_init(); //初始化LED

    init_beep();//初始化蜂鸣器

    while(1)

    {

        led_off();  

        beep_switch(OFF);

        delay(1000);

        led_on();

        beep_switch(ON);

        delay(1000);

    }

    return 0;

}

main.c中只有一个main函数， main函数先使能所有的外设时钟，然后初始化LED和BEEP。最终在 while(1)循环中周期性的开关 LED 灯和蜂鸣器，周期大约为 1000ms

4、编译下载和验证

4.1、修改Makefile文件

主要修改目标文件和头文件路径和源码路径

CROSS_COMPILE ?= arm-linux-gnueabihf-

TARGET   ?= beep

CC := $(CROSS_COMPILE)gcc

LD := $(CROSS_COMPILE)ld

OBJCOPY := $(CROSS_COMPILE)objcopy

OBJDUMP := $(CROSS_COMPILE)objdump

INCDIRS := imx6ul

   bsp/clk

   bsp/led

   bsp/delay

   bsp/beep

SRCDIRS := project

   bsp/clk

   bsp/led

   bsp/delay

   bsp/beep

INCLUDE := $(patsubst %, -I %, $(INCDIRS))

SFILES := $(foreach dir, $(SRCDIRS), $(wildcard $(dir)/*.s))

CFILES := $(foreach dir, $(SRCDIRS), $(wildcard $(dir)/*.c))

SFILENDIR := $(notdir  $(SFILES))

CFILENDIR := $(notdir  $(CFILES))

SOBJS := $(patsubst %, obj/%, $(SFILENDIR:.s=.o))

COBJS := $(patsubst %, obj/%, $(CFILENDIR:.c=.o))

OBJS := $(SOBJS) $(COBJS)

VPATH := $(SRCDIRS)

.PHONY: clean

$(TARGET).bin : $(OBJS)

$(LD) -Timx6ul.lds -o $(TARGET).elf $^

$(OBJCOPY) -O binary -S $(TARGET).elf $@

$(OBJDUMP) -D -m arm $(TARGET).elf > $(TARGET).dis

$(SOBJS) : obj/%.o : %.s

$(CC) -Wall -nostdlib -c -O2  $(INCLUDE) -o $@ $<

$(COBJS) : obj/%.o : %.c

$(CC) -Wall -nostdlib -c -O2  $(INCLUDE) -o $@ $<

clean:

rm -rf $(TARGET).elf $(TARGET).dis $(TARGET).bin $(COBJS) $(SOBJS)

第 2 行修改目标的名称为“beep”。

第 10 行在变量 INCDIRS 中添加蜂鸣器驱动头文件路径，也就是文件 beep.h 的路径。

第 16 行在变量 SRCDIRS 中添加蜂鸣器驱动文件路劲，也就是文件 beep.c 的路径

4.2、编译下载

使用 Make 命令编译代码，编译成功以后使用软件 imxdownload 将编译完成的 beep.bin 文

件下载到 SD 卡中，命令如下：

chmod 777 imxdownload //给予 imxdownload 可执行权限，一次即可

./imxdownload beep.bin /dev/sdd //烧写到 SD 卡中

烧写成功以后将 SD 卡插到开发板的 SD 卡槽中，然后复位开发板。如果代码运行正常的话 LED 灯亮的时候蜂鸣器鸣叫，当 LED 灯灭的时候蜂鸣器不鸣叫，周期大概为 1000ms。