嵌入式开发入门到放弃的关键时刻

Posted 2021-10-16 ybhuangfugui

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编排 | strongerHuang

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从入门到放弃是一个煎熬的过程，一旦入门，这个煎熬过程就会慢慢得到缓解，那么，怎样才算入门了呢？

嵌入式开发，我觉得能独立完成点灯“项目”，就算入门了。那么，本文带你看看51、STM32、Linux点灯有什么区别？

51点灯

51点灯，是很多单片机初学者的首选，难度也是相对比较低的。

准备工作：

• 51开发板（以STC51单片机为例）

• Keil C51、STC-ISP下载软件
  

51单片机开发，通常是直接操作寄存器，比如P1_0对应LED的IO口。

源代码：

#include <reg51.h>


sbit LED = P1^0;


void main()
{
    LED = 0;


    while(1);
}

STM32点灯

相对于51点灯，STM32点灯难度系数要大一点，因为STM32外设资源更多，启动文件更复杂，很多新手看到之后直接就放弃了。

其实，也很简单，下面分别通过寄存器和标准外设库点灯，你就知道明白了。

准备工作：

• STM32开发板

• Keil MDK、ST-LINK Utility下载软件

1.寄存器版本

直接操作寄存器，需要深入理解每个寄存器每个bit位的含义（不建议初学者一开始就学寄存器），而且，源码看起来比较多：

#include "stm32f4xx.h"


/* 主函数*/
int main(void)
{
    /*开启 GPIOH 时钟，使用外设时都要先开启它的时钟*/
    RCC_AHB1ENR |= (1<<7);


    /* LED 端口初始化 */
    /*GPIOH MODER10 清空*/
    GPIOH_MODER &= ~( 0x03<< (2*10));


    /*PH10 MODER10 = 01b 输出模式*/
    GPIOH_MODER |= (1<<2*10);


    /*GPIOH OTYPER10 清空*/
    GPIOH_OTYPER &= ~(1<<1*10);


    /*PH10 OTYPER10 = 0b 推挽模式*/
    GPIOH_OTYPER |= (0<<1*10);


    /*GPIOH OSPEEDR10 清空*/
    GPIOH_OSPEEDR &= ~(0x03<<2*10);


    /*PH10 OSPEEDR10 = 0b 速率 2MHz*/
    GPIOH_OSPEEDR |= (0<<2*10);


    /*GPIOH PUPDR10 清空*/
    GPIOH_PUPDR &= ~(0x03<<2*10);


    /*PH10 PUPDR10 = 01b 上拉模式*/
    GPIOH_PUPDR |= (1<<2*10);


    /*PH10 BSRR 寄存器的 BR10 置 1，使引脚输出低电平*/
    GPIOH_BSRR |= (1<<16<<10);  //点灯


    while (1);
}

2.标准外设库版本

标准外设库，就是ST官方已经把寄存器进行封装过一次，你直接调用函数借口即可。

#include "stm32f10x.h"


/*  LED时钟端口、引脚定义*/
#define LED_PORT       GPIOC   
#define LED_PIN       GPIO_Pin_0
#define LED_PORT_RCC            RCC_APB2Periph_GPIOC


void LED_Init()
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;        //定义结构体变量


    RCC_APB2PeriphClockCmd(LED_PORT_RCC, ENABLE);


    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED_PIN;                //选择你要设置的IO口
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;      //设置推挽输出模式
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;       //设置传输速率
    GPIO_Init(LED_PORT,&GPIO_InitStructure);              //初始化GPIO 


    GPIO_SetBits(LED_PORT, LED_PIN);                       //将LED端口拉高，熄灭LED
}


int main()
{  
  LED_Init();
  GPIO_ResetBits(LED_PORT,GPIO_Pin_0);//点灯


    while(1);
}

Linux点灯

Linux点灯，相对来说就更复杂了。当然，有一些已经搭建好的环境，就相对简单一点，也比较容易。如果自己一步一步移植系统、写驱动···就很复杂。

1.树莓派

我们这里以【开源库wiringPi】为例：

1. 下载U-boot源码，配置、编译；

2. 下载Linux内核、配置、编译（一般开发板都会有现成的配置文件）；

3. 制作跟文件系统；（以上三个步骤，如果没有一定的Linux基础，可以使用一键烧写）

4. 移植开源库WiringPi；

5. 查看电路图找到LED对应的引脚，程序需要用到引脚号；

6. 编码、交叉编译；

7. 下载运行。

准备工作做好之后，点灯的源码就比较简单：

#include <wiringPi.h>


int main(void)
{
    wiringPiSetup() ;
    pinMode (7, OUTPUT);
    gitalWrite(7, HIGH);
    while(1);
}

2.Linux驱动点灯

在所有的点灯方法中，这个方法难度系数极高，涵盖了嵌入式开发从上层应用到底层驱动。步骤涉及了驱动代码编写、Linux内核模块添加、移植操作系统、Linux应用程序编写。 

这里分享一下mini2440经典LED驱动源码：

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/ioctl.h>
#include <linux/gpio.h> 
#include <mach/regs-gpio.h> 
#include "led.h" 


static int led_open(struct inode *inode, struct file *file)
{  
    s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPB(5), S3C2410_GPIO_OUTPUT);
    s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB(5), 1);   
    return 0;
} 


static int led_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
{  
    switch (cmd) {  
        case LED_ON:    
            s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB(5), 0);    
            return 0;  
        case LED_OFF:    
            s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB(5), 1);    
            return 0;  
        default:    
            return -EINVAL;  
        }
} 


static struct file_operations led_fops = {  
    .owner = THIS_MODULE,  
    .open = led_open,  
    .ioctl = led_ioctl,
}; 


static struct miscdevice led_misc = {  
    .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,  
    .name = "led",  
    .fops = &led_fops,
}; 


static int led_init(void){  
    return misc_register(&led_misc);
} 


static void led_exit(void){  
    misc_deregister(&led_misc);
} 


MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
module_init(led_init);
module_exit(led_exit);

驱动写了，然后就是应用层代码：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include "led.h" 


int main(void){        
    int fd;         
    fd = open("/dev/led", O_RDWR);         
    if (fd < 0) {                
        printf("No such device!\\n");                
        return -1;        
    }         
    while (1) {                
        ioctl(fd, LED_ON);                
        sleep(1);                
        ioctl(fd, LED_OFF);                
        sleep(1);        
        }         


    close(fd);         
    return 0;
}

最后

点灯是基础，如果你从事嵌入式开发，我觉得这些点灯是最基础的第一步。

可能第一步很难，但走过第一步，相信下一步就会变得更容易。

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