Linux 蜂鸣器实验

Posted 2021-12-09 行稳方能走远

目录

• 蜂鸣器驱动原理
• 硬件原理图分析
• 实验程序编写
• • 修改设备树文件
  • 蜂鸣器驱动程序编写
  • 编写测试APP
• 运行测试
• • 编译驱动程序和测试APP
  • 运行测试

上一章实验中我们借助pinctrl 和gpio 子系统编写了LED 灯驱动，I.MX6U-ALPHA 开发板上还有一个蜂鸣器，从软件的角度考虑，蜂鸣器驱动和LED 灯驱动其实是一摸一样的，都是控制IO 输出高低电平。本章我们就来学习编写蜂鸣器的Linux 驱动，也算是对上一章讲解的pinctrl和gpio 子系统的巩固。

蜂鸣器驱动原理

蜂鸣器驱动原理已经在第十四章有了详细的讲解，I.MX6U-ALPHA 开发板上的蜂鸣器通过SNVS_TAMPER1 引脚来控制，本节我们来看一下如果在Linux 下编写蜂鸣器驱动需要做哪些工作：
①、在设备树中添加SNVS_TAMPER1 引脚的pinctrl 信息。
②、在设备树中创建蜂鸣器节点，在蜂鸣器节点中加入GPIO 信息。
③、编写驱动程序和测试APP，和第四十五章的LED 驱动程序和测试APP 基本一样。

硬件原理图分析

本章实验硬件原理图参考14.3 小节即可。

实验程序编写

本实验对应的例程路径为：开发板光盘-> 2、Linux 驱动例程-> 6_beep。
本章实验在四十二章实验的基础上完成，重点是将驱动改为基于设备树的.

修改设备树文件

1、添加pinctrl 节点
I.MX6U-ALPHA 开发板上的BEEP 使用了SNVS_TAMPER1 这个PIN，打开imx6ull-alientek-emmc.dts，在iomuxc 节点的imx6ul-evk 子节点下创建一个名为“pinctrl_beep”的子节点，节点内容如下所示：

1 pinctrl_beep: beepgrp {
2 fsl,pins = <
3 MX6ULL_PAD_SNVS_TAMPER1__GPIO5_IO01 0x10B0 /* beep */
4 >;
5 };

第3 行，将SNVS_TAMPER1 这个PIN 复用为GPIO5_IO01 ，宏
MX6ULL_PAD_SNVS_TAMPER1__GPIO5_IO01 定义在arch/arm/boot/dts/imx6ull-pinfunc-snvs.h文件中。

2、添加BEEP 设备节点
在根节点“/”下创建BEEP 节点，节点名为“beep”，节点内容如下：

1 beep {
2 #address-cells = <1>;
3 #size-cells = <1>;
4 compatible = "atkalpha-beep";
5 pinctrl-names = "default";
6 pinctrl-0 = <&pinctrl_beep>;
7 beep-gpio = <&gpio5 1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
8 status = "okay";
9 };

第6 行，pinctrl-0 属性设置蜂鸣器所使用的PIN 对应的pinctrl 节点。
第7 行，beep-gpio 属性指定了蜂鸣器所使用的GPIO。

3、检查PIN 是否被其他外设使用
在本章实验中蜂鸣器使用的PIN 为SNVS_TAMPER1，因此先检查PIN 为SNVS_TAMPER1这个PIN 有没有被其他的pinctrl 节点使用，如果有使用的话就要屏蔽掉，然后再检查GPIO5_IO01 这个GPIO 有没有被其他外设使用，如果有的话也要屏蔽掉。

设备树编写完成以后使用“make dtbs”命令重新编译设备树，然后使用新编译出来的imx6ull-alientek-emmc.dtb 文件启动Linux 系统。启动成功以后进入“/proc/device-tree”目录中查看“beep”节点是否存在，如果存在的话就说明设备树基本修改成功(具体还要驱动验证)，结果如图46.3.1.1 所示：

蜂鸣器驱动程序编写

设备树准备好以后就可以编写驱动程序了，本章实验在第四十五章实验驱动文件gpioled.c的基础上修改而来。新建名为“6_beep”的文件夹，然后在6_beep 文件夹里面创建vscode 工程，工作区命名为“beep”。工程创建好以后新建beep.c 文件，在beep.c 里面输入如下内容：

1 #include <linux/types.h>
2 #include <linux/kernel.h>
3 #include <linux/delay.h>
4 #include <linux/ide.h>
5 #include <linux/init.h>
6 #include <linux/module.h>
7 #include <linux/errno.h>
8 #include <linux/gpio.h>
9 #include <linux/cdev.h>
10 #include <linux/device.h>
11 #include <linux/of.h>
12 #include <linux/of_address.h>
13 #include <linux/of_gpio.h>
14 #include <asm/mach/map.h>
15 #include <asm/uaccess.h>
16 #include <asm/io.h>

beep.c 中的内容和上一章的gpioled.c 中的内容基本一样，只是换为了初始化
SNVS_TAMPER1 这个PIN，这里就不详细的讲解了。

编写测试APP

测试APP 在上一章实验的ledApp.c 文件的基础上完成，新建名为beepApp.c 的文件，然后输入如下所示内容：

1 #include "stdio.h"
2 #include "unistd.h"
3 #include "sys/types.h"
4 #include "sys/stat.h"
5 #include "fcntl.h"
6 #include "stdlib.h"
7 #include "string.h"
8 /***************************************************************
9 Copyright © ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved.
10 文件名: beepApp.c
11 作者: 左忠凯
12 版本: V1.0
13 描述: beep测试APP。
14 其他: 无
15 使用方法：./beepApp /dev/beep 0 关闭蜂鸣器
16 ./beepApp /dev/beep 1 打开蜂鸣器
17 论坛: www.openedv.com
18 日志: 初版V1.0 2019/7/15 左忠凯创建
19 ***************************************************************/
20
21 #define BEEPOFF 0
22 #define BEEPON 1
23
24 /*
25 * @description : main主程序
26 * @param - argc : argv数组元素个数
27 * @param - argv : 具体参数
28 * @return : 0 成功;其他失败

beepApp.c 的文件内容和ledApp.c 文件内容基本一样，要是对文件进行打开、写、关闭等操作。

运行测试

编译驱动程序和测试APP

1、编译驱动程序
编写Makefile 文件，本章实验的Makefile 文件和第四十章实验基本一样，只是将obj-m 变量的值改为beep.o，Makefile 内容如下所示：

1 KERNELDIR := /home/zuozhongkai/linux/IMX6ULL/linux/temp/linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga_alientek
......
4 obj-m := beep.o
......
11 clean:
12 $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(CURRENT_PATH) clean

第4 行，设置obj-m 变量的值为beep.o。
输入如下命令编译出驱动模块文件：

make -j32

编译成功以后就会生成一个名为“beep.ko”的驱动模块文件。

2、编译测试APP
输入如下命令编译测试beepApp.c 这个测试程序：

arm-linux-gnueabihf-gcc beepApp.c -o beepApp

编译成功以后就会生成beepApp 这个应用程序。

运行测试

将上一小节编译出来的beep.ko 和beepApp 这两个文件拷贝到rootfs/lib/modules/4.1.15 目录中，重启开发板，进入到目录lib/modules/4.1.15 中，输入如下命令加载beep.ko 驱动模块：

depmod //第一次加载驱动的时候需要运行此命令
modprobe beep.ko //加载驱动

驱动加载成功以后会在终端中输出一些信息，如图46.4.2.1 所示：

从图46.4.2.1 可以看出，beep 这个节点找到了，并且GPIO5_IO01 这个GPIO 的编号为129。
使用beepApp 软件来测试驱动是否工作正常，输入如下命令打开蜂鸣器：

./beepApp /dev/beep 1 //打开蜂鸣器

输入上述命令，查看I.MX6U-ALPHA 开发板上的蜂鸣器是否有鸣叫，如果鸣叫的话说明驱
动工作正常。在输入如下命令关闭蜂鸣器：

./beepApp /dev/beep 0 //关闭蜂鸣器

输入上述命令以后观察I.MX6U-ALPHA 开发板上的蜂鸣器是否停止鸣叫。如果要卸载驱动的话输入如下命令即可：

rmmod beep.ko