嵌入式Linux应用开发-第七章-RK3288和 RK3399的 LED驱动程序

RK3288和 RK3399的 LED驱动程序
- 7.3 RK3288和 RK3399的 LED驱动程序
- - 7.3.1 原理图
  - - 7.3.1.1 fireflye RK3288的 LED原理图
    - 7.3.1.2 firefly RK3399的 LED原理图
  - 7.3.2 所涉及的寄存器操作
  - - 7.3.2.1 RK3288的 GPIO8_A1引脚
    - 7.3.2.2 RK3399的 GPIO2_D3引脚
  - 7.3.3 写程序
  - - 7.3.3.1 RK3288
    - 7.3.3.2 RK3399
  - 7.3.4 上机实验
  - - 7.3.4.1 RK3288
    - 7.3.4.2 RK3399
  - 7.3.5 课后作业

RK3288和 RK3399的 LED驱动程序

在这里插入图片描述

7.3 RK3288和 RK3399的 LED驱动程序

7.3.1 原理图

7.3.1.1 fireflye RK3288的 LED原理图

RK3288开发板上有 2个 LED，原理图如下，其中的 WORK_LED使用引脚 GPIO8_A1：
在这里插入图片描述
这些 LED引脚输出低电平时，LED被点亮；输出高电平时，LED被熄灭。

7.3.1.2 firefly RK3399的 LED原理图

RK3399开发板上有 3个 LED，原理图如下，其中的 WORK_LED使用引脚 GPIO2_D3：
在这里插入图片描述
这些 LED引脚输出低电平时，LED被点亮；输出高电平时，LED被熄灭。

7.3.2 所涉及的寄存器操作

截图便于对比，后面有文字便于复制：
在这里插入图片描述

7.3.2.1 RK3288的 GPIO8_A1引脚

a. 使能 GPIO8
在这里插入图片描述
设置 CRU_CLKGATE14_CON的 b[8]为 0使能 GPIO8，要修改 b[8]的前提是把 b[24]设置为 1。

 /* rk3288 GPIO8_A1 *//* a. 使能 GPIO8  * set CRU to enable GPIO8  * CRU_CLKGATE14_CON 0xFF760000 + 0x198  * (1<<(8+16)) | (0<<8)  */

b. 设置 GPIO8_A1用于 GPIO
在这里插入图片描述
设置 GRF_GPIO8A_IOMUX的 b[3:2]为 0b00把 GPIO8_A1用作 GPIO，要修改 b[3:2]的前提是把 b[19:18]设置为 0b11。

 /* b. 设置 GPIO8_A1用于 GPIO  * set PMU/GRF to configure GPIO8_A1 as GPIO  * GRF_GPIO8A_IOMUX 0xFF770000 + 0x0080  *  bit[3:2] = 0b00  *  (3<<(2+16)) | (0<<2)  * /

c. 设置 GPIO8_A1作为 output引脚
在这里插入图片描述
设置 GPIO_SWPORTA_DDR 寄存器 b[1]为 1，把 GPIO8_A1设置为输出引脚。注意： GPIO_A0~A7 对应 bit0_{bit7；GPIO_B0}B7 对应 bit8~bit15；
GPIO_C0~C7 对应 bit16_{bit23；GPIO_D0}D7 对应 bit24~bit31

/* c. 设置 GPIO8_A1作为 output引脚  
* set GPIO_SWPORTA_DDR to configure GPIO8_A1 as output  
*  GPIO_SWPORTA_DDR 0xFF7F0000 + 0x0004  
* bit[1] = 0b1 
* /

d. 设置 GPIO8_A1输出高电平
在这里插入图片描述
设置 GPIO_SWPORTA_DR 寄存器 b[1]为 1，让 GPIO8_A1输出高电平。
注意：
GPIO_A0~A7 对应 bit0_{bit7；GPIO_B0}B7 对应 bit8~bit15；
GPIO_C0~C7 对应 bit16_{bit23；GPIO_D0}D7 对应 bit24~bit31

/* d. 设置 GPIO8_A1输出高电平  
* set GPIO_SWPORTA_DR to configure GPIO8_A1 output 1  
*  GPIO_SWPORTA_DR 0xFF7F0000 + 0x0000  
*  bit[1] = 0b1 
* /

e. 设置 GPIO8_A1输出低电平
同样是设置 GPIO_SWPORTA_DR 寄存器，把 b[1]设为 0，让 GPIO8_A1输出低电平。

/* e. 设置 GPIO8_A1输出低电平  
* set GPIO_SWPORTA_DR to configure GPIO8_A1 output 0  
*  GPIO_SWPORTA_DR 0xFF7F0000 + 0x0000  
*  bit[1] = 0b0  
* /

7.3.2.2 RK3399的 GPIO2_D3引脚

a. 使能 GPIO2
在这里插入图片描述
设置 CRU_CLKGATE_CON31的 b[3]为 0使能 GPIO2，要修改 b[3]的前提是把 b[19]设置为 1。

 /* rk3399 GPIO2_D3 */ /* a. 使能 GPIO2  * set CRU to enable GPIO2  * CRU_CLKGATE_CON31 0xFF760000 + 0x037c  * (1<<(3+16)) | (0<<3) */

b. 设置 GPIO2_D3用于 GPIO
在这里插入图片描述

设置 GRF_GPIO2D_IOMUX的 b[7:6]为 0b00把 GPIO2_D3用作 GPIO，要修改 b[7:6]的前提是把 b[23:22]设置为 0b11。

/* b. 设置 GPIO2_D3用于 GPIO  
* set PMU/GRF to configure GPIO2_D3 as GPIO  
*  GRF_GPIO2D_IOMUX 0xFF770000 + 0x0e00c  
*  bit[7:6] = 0b00  * (3<<(6+16)) | (0<<6)  
* /

c. 设置 GPIO2_D3作为 output引脚
在这里插入图片描述
设置 GPIO_SWPORTA_DDR 寄存器 b[27]为 1，把 GPIO2_D3设置为输出引脚。
注意：
GPIO_A0~A7 对应 bit0_{bit7；GPIO_B0}B7 对应 bit8~bit15；
GPIO_C0~C7 对应 bit16_{bit23；GPIO_D0}D7 对应 bit24~bit31

/* c. 设置 GPIO2_D3作为 output引脚  
* set GPIO_SWPORTA_DDR to configure GPIO2_D3 as output * GPIO_SWPORTA_DDR 0xFF780000 + 0x0004  *  bit[27] = 0b1  * /

d. 设置 GPIO2_D3输出高电平
在这里插入图片描述
设置 GPIO_SWPORTA_DR 寄存器 b[27]为 1，让 GPIO2_D3输出高电平。
注意：
GPIO_A0~A7 对应 bit0_{bit7；GPIO_B0}B7 对应 bit8~bit15；
GPIO_C0~C7 对应 bit16_{bit23；GPIO_D0}D7 对应 bit24~bit31

  /* d. 设置 GPIO2_D3输出高电平  * set GPIO_SWPORTA_DR to configure GPIO2_D3 output 1  * GPIO_SWPORTA_DR 0xFF780000 + 0x0000  *  bit[27] = 0b1  */

e. 设置 GPIO2_D3输出低电平
同样是设置 GPIO_SWPORTA_DR 寄存器，把 b[27]设为 0，让 GPIO2_D3输出低电平。

 /* e. 设置 GPIO2_D3输出低电平  * set GPIO_SWPORTA_DR to configure GPIO2_D3 output 0  *  GPIO_SWPORTA_DR 0xFF780000 + 0x0000  *  bit[27] = 0b0  * /

7.3.3 写程序

7.3.3.1 RK3288

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\rk3288_src_bin

硬件相关的文件是 board_rk3288.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：

91 static struct led_operations board_demo_led_opr = { 
92      .num  = 1, 
93      .init = board_demo_led_init, 
94      .ctl  = board_demo_led_ctl, 
95 }; 
96

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 32～35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：

 20 static volatile unsigned int *CRU_CLKGATE14_CON; 21 static volatile unsigned int *GRF_GPIO8A_IOMUX ; 22 static volatile unsigned int *GPIO8_SWPORTA_DDR; 23 static volatile unsigned int *GPIO8_SWPORTA_DR ; 24 25 static int board_demo_led_init (int which) /* 初始化 LED, which-哪个 LED */    26 { 27      //printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which); 28      if (which == 0) 29      { 30              if (!CRU_CLKGATE14_CON) 31              { 32                      CRU_CLKGATE14_CON = ioremap(0xFF760000 + 0x0198, 4); 33                      GRF_GPIO8A_IOMUX  = ioremap(0xFF770000 + 0x0080, 4); 34                      GPIO8_SWPORTA_DDR = ioremap(0xFF7F0000 + 0x0004, 4); 35                      GPIO8_SWPORTA_DR  = ioremap(0xFF7F0000 + 0x0000, 4); 36              } 37 38              /* rk3288 GPIO8_A1 */ 39              /* a. 使能 GPIO8 40               * set CRU to enable GPIO8 41               * CRU_CLKGATE14_CON 0xFF760000 + 0x198 42               * (1<<(8+16)) | (0<<8) 43               */ 44              *CRU_CLKGATE14_CON = (1<<(8+16)) | (0<<8); 45 46              /* b. 设置 GPIO8_A1用于 GPIO 47               * set PMU/GRF to configure GPIO8_A1 as GPIO 48               * GRF_GPIO8A_IOMUX 0xFF770000 + 0x0080 49               * bit[3:2] = 0b00 50               * (3<<(2+16)) | (0<<2) 51               */ 52              *GRF_GPIO8A_IOMUX =(3<<(2+16)) | (0<<2); 53 54              /* c. 设置 GPIO8_A1作为 output引脚 55               * set GPIO_SWPORTA_DDR to configure GPIO8_A1 as output 
56               * GPIO_SWPORTA_DDR 0xFF7F0000 + 0x0004 
57               * bit[1] = 0b1 
58               */ 
59              *GPIO8_SWPORTA_DDR |= (1<<1); 
60      } 
61              return 0; 
62 } 
63

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：

64 static int board_demo_led_ctl (int which, char status) /* 控制 LED, which-哪个 LED, status:1-亮, 0-灭*/ 
65 { 
66      //printk("%s %s line %d, led %d, %s\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which, status ? "on" : "off"); 
67      if (which == 0) 
68      { 
69              if (status) /* on: output 0 */ 
70              { 
71                      /* e. 设置 GPIO8_A1输出低电平 
72                       * set GPIO_SWPORTA_DR to configure GPIO8_A1 output 0 
73                       * GPIO_SWPORTA_DR 0xFF7F0000 + 0x0000 
74                       * bit[1] = 0b0 
75                       */ 
76                      *GPIO8_SWPORTA_DR &= ~(1<<1); 
77              } 
78              else /* off: output 1 */ 
79              { 
80                      /* d. 设置 GPIO8_A1输出高电平 
81                       * set GPIO_SWPORTA_DR to configure GPIO8_A1 output 1 
82                       * GPIO_SWPORTA_DR 0xFF7F0000 + 0x0000 
83                       * bit[1] = 0b1 
84                       */ 
85                      *GPIO8_SWPORTA_DR |= (1<<1); 
86              } 
87      } 
88      return 0; 
89 } 
90

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

97 struct led_operations *get_board_led_opr(void) 
98 { 
99      return &board_demo_led_opr; 
100 } 
101

7.3.3.2 RK3399

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\rk3399_src_bin

硬件相关的文件是 board_rk3399.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：

91 static struct led_operations board_demo_led_opr = { 
92     .num  = 1, 
93     .init = board_demo_led_init, 
94     .ctl  = board_demo_led_ctl, 
95 }; 
96

20 static volatile unsigned int *CRU_CLKGATE_CON31; 
21 static volatile unsigned int *GRF_GPIO2D_IOMUX ; 
22 static volatile unsigned int *GPIO2_SWPORTA_DDR; 
23 static volatile unsigned int *GPIO2_SWPORTA_DR ; 
24 
25 static int board_demo_led_init (int which) /* 初始化 LED, which-哪个 LED */     
26 { 
27     //printk("%s %s line %d, led %d\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which); 
28     if (which == 0) 
29     { 
30         if (!CRU_CLKGATE_CON31) 
31         { 
32             CRU_CLKGATE_CON31 = ioremap(0xFF760000 + 0x037c, 4); 
33             GRF_GPIO2D_IOMUX  = ioremap(0xFF770000 + 0x0e00c, 4); 
34             GPIO2_SWPORTA_DDR = ioremap(0xFF780000 + 0x0004, 4); 
35             GPIO2_SWPORTA_DR  = ioremap(0xFF780000 + 0x0000, 4); 
36         } 
37 
38         /* rk3399 GPIO2_D3 */ 
39         /* a. 使能 GPIO2 40          * set CRU to enable GPIO2 
41          * CRU_CLKGATE_CON31 0xFF760000 + 0x037c 
42          * (1<<(3+16)) | (0<<3) 
43          */ 
44         *CRU_CLKGATE_CON31 = (1<<(3+16)) | (0<<3); 
45 
46         /* b. 设置 GPIO2_D3用于 GPIO 
47          * set PMU/GRF to configure GPIO2_D3 as GPIO 
48          * GRF_GPIO2D_IOMUX 0xFF770000 + 0x0e00c 
49          * bit[7:6] = 0b00 
50          * (3<<(6+16)) | (0<<6) 
51          */ 
52         *GRF_GPIO2D_IOMUX = (3<<(6+16)) | (0<<6); 
53 
54         /* c. 设置 GPIO2_D3作为 output引脚 
55          * set GPIO_SWPORTA_DDR to configure GPIO2_D3 as output 
56          * GPIO_SWPORTA_DDR 0xFF780000 + 0x0004 
57          * bit[27] = 0b1 
58          */ 
59         *GPIO2_SWPORTA_DDR |= (1<<27); 
60     } 
61     return 0; 
62 } 
63

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：

64 static int board_demo_led_ctl (int which, char status) /* 控制 LED, which-哪个 LED, status:1-亮, 0-灭*/ 
65 { 
66     //printk("%s %s line %d, led %d, %s\n", __FILE__, __FUNCTION__, __LINE__, which, status ? "on" : "off"); 
67     if (which == 0) 
68     { 
69         if (status) /* on: output 1 */ 
70         { 
71             /* d. 设置 GPIO2_D3输出高电平 
72              * set GPIO_SWPORTA_DR to configure GPIO2_D3 output 1 
73              * GPIO_SWPORTA_DR 0xFF780000 + 0x0000 
74              * bit[27] = 0b1 
75              */ 
76             *GPIO2_SWPORTA_DR |= (1<<27); 
77         } 
78         else /* off : output 0 */ 
79         { 
80             /* e. 设置 GPIO2_D3输出低电平 
81              * set GPIO_SWPORTA_DR to configure GPIO2_D3 output 0 
82              * GPIO_SWPORTA_DR 0xFF780000 + 0x0000 
83              * bit[27] = 0b0 
84              */ 
85             *GPIO2_SWPORTA_DR &= ~(1<<27); 
86         } 
87     } 
88     return 0; 
89 } 
90

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

97 struct led_operations *get_board_led_opr(void) 
98 { 
99     return &board_demo_led_opr; 
100 } 
101

7.3.4 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。

7.3.4.1 RK3288

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

7.3.4.2 RK3399

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/firefly\:yellow\:heartbeat/trigger 
# echo none > /sys/class/leds/firefly\:yellow\:user/trigger 
# echo none > /sys/class/leds/firefly\:red\:power/trigger

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

如果想恢复原来的心跳功能，可以执行：

# echo heartbeat > /sys/class/leds/firefly\:yellow\:heartbeat/trigger 
# echo heartbeat > /sys/class/leds/firefly\:yellow\:user/trigger 
# echo heartbeat > /sys/class/leds/firefly\:red\:power/trigger

7.3.5 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，请修改代码实现操作所有 LED