[ARM應(yīng)用]LED設(shè)備驅(qū)動(dòng)實(shí)例
通過(guò)一個(gè)最簡(jiǎn)單的LED驅(qū)動(dòng)實(shí)例來(lái)展示字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)及測(cè)試的整個(gè)過(guò)程。
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
（1）了解LED原理及其與S3C2410的接口電路設(shè)計(jì)。
（2）了解S3C2410芯片的I/O端口配置方法。
（3）通過(guò)S3C2410芯片的GPF4端口控制板上D1的亮滅。
（4）掌握LED驅(qū)動(dòng)的編寫(xiě)及測(cè)試過(guò)程，進(jìn)而熟悉開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)的方法。
2.實(shí)驗(yàn)原理
2.1 S3C2410的GPIO概述
打開(kāi)S3C2410的數(shù)據(jù)手冊(cè)，看看它的I/O端口，共有117只多功能輸入/輸出端口，它們分別為：
GPA口：23只輸出口
GPB口：11只輸入/輸出口
GPC口：16只輸入/輸出口
GPD口：16只輸入/輸出口
GPE口：16只輸入/輸出口
GPF口：8只輸入/輸出口
GPG口：16只輸入/輸出口
GPH口：11只輸入/輸出口
每組端口都有復(fù)用的功能，例如作為輸入口或輸出口，還可以定義為中斷觸發(fā)功能，我們可以通過(guò)配置這些端口的控制寄存器來(lái)滿足不同系統(tǒng)和設(shè)計(jì)的需要，下面馬上就會(huì)說(shuō)到如何配置端口控制寄存器，數(shù)據(jù)寄存器等。在運(yùn)行主程序之前，必須先對(duì)每一個(gè)用到的引腳的功能進(jìn)行設(shè)置。如果某些引腳的復(fù)用功能沒(méi)有使用，那么可以先將該引腳設(shè)置為I/O口。
2.2 GPIO對(duì)應(yīng)的特殊功能寄存器
?端口控制寄存器（GPFCON）
在S3C2410中，大多數(shù)的引腳都是復(fù)用的。因此，需要通過(guò)控制寄存器來(lái)配置每個(gè)I/O引腳的功能。如果GPF0～GPF7和GPG0～GPG7用做斷電模式下的喚醒信號(hào)，這些端口必須配置成中斷模式。
下表是GPFCON寄存器的配置說(shuō)明：GPFCON中每?jī)晌粚?duì)應(yīng)一個(gè)端口，每個(gè)端口可以配置三種功能。如果某個(gè)端口所對(duì)應(yīng)的兩位配成00，則該端口作為輸入，01為輸出，10為外部中斷功能，11保留。
GPFCON
BIT
描述
GPF7
[15:14]
00：Input，01：Output，10：EINT7，11：Reserved
GPF6
[13:12]
00：Input，01：Output，10：EINT6，11：Reserved
GPF5
[11:10]
00：Input，01：Output，10：EINT5，11：Reserved
GPF4
[9:8]
00：Input，01：Output，10：EINT4，11：Reserved
GPF3
[7:6]
00：Input，01：Output，10：EINT3，11：Reserved
GPF2
[5:4]
00：Input，01：Output，10：EINT2，11：Reserved
GPF1
[3:2]
00：Input，01：Output，10：EINT1，11：Reserved
GPF0
[1:0]
00：Input，01：Output，10：EINT0，11：Reserved
表2.1GPF端口控制寄存器
GPA,GPB等端口都有相應(yīng)的控制寄存器，它們的配置說(shuō)明也類(lèi)似GPF。你在開(kāi)發(fā)過(guò)程中用到這些端口的時(shí)候，可以參考s3c2410的數(shù)據(jù)手冊(cè)。
?端口數(shù)據(jù)寄存器（GPFDAT）
如果端口被配置成輸出口，那么輸出數(shù)據(jù)可以寫(xiě)入GPnDAT相應(yīng)的位；如果端口定義為輸入口，那么輸入數(shù)據(jù)可以從GPnDAT相應(yīng)的位讀入。如果端口定義為功能引腳（如外部中斷），從該寄存器中讀出來(lái)的值是未定義的。
GPFDAT
BIT
描述
GPFDAT [7:0]
[7:0]
When the port is configured as input port,data from externel sources can be read to the corresponding pin.When the port is configured as output port,data written in this register canbe sent to the corresponding pin.When the port is configured as functional pin,undefined value will be read.
表2.2GPF端口數(shù)據(jù)寄存器
?端口上拉寄存器（GPFUP）
當(dāng)GPF口作為輸入口時(shí)，還可以設(shè)置內(nèi)部上拉電阻，其定義如表2.2.3所示。端口上拉寄存器控制每個(gè)端口的上拉電阻的使能和關(guān)閉。當(dāng)相應(yīng)位為“0”時(shí)，上拉電阻使能，當(dāng)相應(yīng)位為“1”時(shí)，上拉電阻關(guān)閉。
GPFUP
BIT
描述
GPFUP [7:0]
[7:0]
0：the pull-up function attached to the corresponding port pin is enabled.
1：the pull-up function is disabled.
表2.2.3GPF端口上拉寄存器
3.實(shí)驗(yàn)任務(wù)
本實(shí)驗(yàn)的最終目的是實(shí)現(xiàn)S3C2410平臺(tái)上的LED驅(qū)動(dòng)。包含以下幾個(gè)任務(wù)：
（1）編寫(xiě)LED設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，驅(qū)動(dòng)程序中手動(dòng)定義設(shè)備名稱(chēng)及主設(shè)備號(hào)，這個(gè)設(shè)備號(hào)必須是系統(tǒng)尚未使用的設(shè)備號(hào)，這里暫用212，你也可以嘗試用別的數(shù)字。當(dāng)然最好的方法是動(dòng)態(tài)分配設(shè)備號(hào)，如果使用這種方法，在/dev目錄下為L(zhǎng)ED設(shè)備建立設(shè)備節(jié)點(diǎn)的時(shí)候，需要先從/proc/devices文件中獲取該設(shè)備的主設(shè)備號(hào)。在驅(qū)動(dòng)程序中還要實(shí)現(xiàn)與LED相應(yīng)的I/O配置，以及讀寫(xiě)設(shè)備的接口函數(shù)等。
（2）將驅(qū)動(dòng)編譯成模塊，并實(shí)現(xiàn)模塊的加載及卸載。
（3）編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)的測(cè)試程序，在程序中實(shí)現(xiàn)打開(kāi)LED設(shè)備，控制LED設(shè)備一亮一滅，關(guān)閉LED設(shè)備等。
4.實(shí)驗(yàn)步驟
以下操作都在nfs文件系統(tǒng)目錄（/home/kernel/rootfs/rootfs）下進(jìn)行,因此先執(zhí)行如下命令。
cd /home/kernel/rootfs/rootfs
（1）編寫(xiě)led.c文件
建立led目錄：
mkdir usr/led
進(jìn)入led目錄，在該目錄下建立兩個(gè)子目錄driver和test，前者用來(lái)存放驅(qū)動(dòng)程序，后者用來(lái)存放驅(qū)動(dòng)測(cè)試程序：
cd usr/led
mkdir driver test
進(jìn)入驅(qū)動(dòng)程序目錄，建立設(shè)備驅(qū)動(dòng)文件led.c：
cd driver
vi led.c
LED驅(qū)動(dòng)程序如下led.c所示：
//*****************************頭文件********************************
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
//***********************定義設(shè)備結(jié)構(gòu)體及相關(guān)宏***************************
#define DEVICE_NAME"led"http://定義設(shè)備名
#define DEVICE_MAJOR212//手動(dòng)定義LED設(shè)備的主設(shè)備號(hào)為212
static int led_major = DEVICE_MAJOR ;
#define LED1S3C2410_GPF4//定義LED1對(duì)應(yīng)S3C2410的GPF4端口
#define LED1_OUTPS3C2410_GPF4_OUTP
#define LED_ON0//給端口低電平（0）時(shí)，LED亮
#define LED_OFF1//給端口高電平（1）時(shí)，LED滅
//定義LED設(shè)備結(jié)構(gòu)體
struct s3c2410_led_dev
{
struct cdev cdev;//LED設(shè)備對(duì)應(yīng)一個(gè)字符設(shè)備結(jié)構(gòu)體
int status;//LED狀態(tài)標(biāo)識(shí)，0代表滅，1代表亮
};
static struct s3c2410_led_dev dev;
//*****************************函數(shù)聲明********************************
void s3c2410_led_InitIO(void);//初始化IO端口的函數(shù)
//*****************************函數(shù)定義********************************
/*
======================================================================
s3c2410_led _InitIO()
描述:初始化IO端口
參數(shù):無(wú)
返回值:無(wú)
======================================================================
*/
void s3c2410_led_InitIO(void)
{
int i;
//配置LED對(duì)應(yīng)的端口為輸出
s3c2410_gpio_cfgpin(LED1, LED1_OUTP);
//配置LED初始為熄滅狀態(tài)
s3c2410_gpio_setpin(LED1, LED_OFF);
}
/*
======================================================================
s3c2410_led_open()
描述:打開(kāi)設(shè)備
參數(shù):
返回值: 0
======================================================================
*/
static int s3c2410_led_open(struct inode *inode,struct file *filp)
{
return 0;
}
/*
======================================================================
s3c2410_led_release()
描述:注銷(xiāo)設(shè)備
參數(shù):
返回值: 0
======================================================================
*/
static int s3c2410_led_release(struct inode *inode,struct file *filp)
{
return 0;
}
/*
======================================================================
s3c2410_led_ioctl()
描述:IO控制函數(shù)，通過(guò)LED_ON和LED_OFF命令控制LED的亮滅
參數(shù):cmd:用戶(hù)控制命令，包括LED_ON和LED_OFF
返回值:0
======================================================================
*/
static int s3c2410_led_ioctl(struct inode *inode,struct file *filp,
unsigned int cmd,unsigned long arg)
{
switch(cmd) {
case LED_ON:
s3c2410_gpio_setpin(LED1, LED_ON);
dev.status = 1;
break;
case LED_OFF:
s3c2410_gpio_setpin(LED1, LED_OFF);
dev.status = 0;
break;
default:
return -EINVAL;
}
return 0;
}
/*
======================================================================
s3c2410_led_read()
描述:讀函數(shù)，讀取LED的狀態(tài)
參數(shù) : buffer: 用來(lái)存儲(chǔ)讀取的LED狀態(tài);
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