Linux蜂鸣器实验(使用上一节子系统思想，摈弃了自己配置寄存器的繁琐操作)
目錄
- 子系統思想的蜂鳴器驅動流程
- 硬件原理圖分析
- 實驗程序編寫
- 修改設備樹文件
- 蜂鳴器驅動程序編寫
- 編寫測試APP
- 運行測試
- 編譯驅動程序和測試APP
- 運行測試
上一章實驗中我們借助pinctrl 和gpio 子系統編寫了LED 燈驅動，I.MX6U-ALPHA 開發板上還有一個蜂鳴器，從軟件的角度考慮，蜂鳴器驅動和LED 燈驅動其實是一摸一樣的，都是控制IO 輸出高低電平。本章我們就來學習編寫蜂鳴器的Linux 驅動，也算是對上一章講解的pinctrl和gpio 子系統的鞏固。
子系統思想的蜂鳴器驅動流程
蜂鳴器驅動原理已經在第十四章有了詳細的講解，I.MX6U-ALPHA 開發板上的蜂鳴器通過SNVS_TAMPER1 引腳來控制，本節我們來看一下如果在Linux 下編寫蜂鳴器驅動需要做哪些工作：
- ①、在設備樹中添加SNVS_TAMPER1 引腳的pinctrl信息。
- ②、在設備樹中創建蜂鳴器節點，在蜂鳴器節點中加入GPIO 信息。
- ③、編寫驅動程序和測試APP，和第四十五章的LED 驅動程序和測試APP 基本一樣。
硬件原理圖分析
本章實驗硬件原理圖參考14.3 小節即可。
實驗程序編寫
本實驗對應的例程路徑為：開發板光盤-> 2、Linux 驅動例程-> 6_beep。
本章實驗在四十二章實驗的基礎上完成，重點是將驅動改為基于設備樹的.
修改設備樹文件
1、添加pinctrl 節點
I.MX6U-ALPHA 開發板上的BEEP 使用了SNVS_TAMPER1 這個PIN，打開imx6ull-alientek-emmc.dts，在iomuxc 節點的imx6ul-evk 子節點下創建一個名為“pinctrl_beep”的子節點，節點內容如下所示：
1 pinctrl_beep: beepgrp { 2 fsl,pins = < 3 MX6ULL_PAD_SNVS_TAMPER1__GPIO5_IO01 0x10B0 /* beep */ 4 >; 5 };第3 行，將SNVS_TAMPER1 這個PIN 復用為GPIO5_IO01，電氣屬性0x10B0 ，宏
MX6ULL_PAD_SNVS_TAMPER1__GPIO5_IO01 定義在arch/arm/boot/dts/imx6ull-pinfunc-snvs.h文件中。
2、添加BEEP設備節點
在根節點“/”下創建BEEP 節點，節點名為“beep”，節點內容如下：
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 屬性設置蜂鳴器所使用的PIN 對應的pinctrl 節點。
第7 行，beep-gpio 屬性指定了蜂鳴器所使用的GPIO。
3、檢查PIN 是否被其他外設使用
在本章實驗中蜂鳴器使用的PIN 為SNVS_TAMPER1，因此先檢查PIN 為SNVS_TAMPER1這個PIN 有沒有被其他的pinctrl 節點使用，如果有使用的話就要屏蔽掉，然后再檢查GPIO5_IO01 這個GPIO 有沒有被其他外設使用，如果有的話也要屏蔽掉。
設備樹編寫完成以后使用“make dtbs”命令重新編譯設備樹，然后使用新編譯出來的imx6ull-alientek-emmc.dtb 文件啟動Linux 系統。啟動成功以后進入“/proc/device-tree”目錄中查看“beep”節點是否存在，如果存在的話就說明設備樹基本修改成功(具體還要驅動驗證)，結果如圖46.3.1.1 所示：
蜂鳴器驅動程序編寫
設備樹準備好以后就可以編寫驅動程序了，本章實驗在第四十五章實驗驅動文件gpioled.c的基礎上修改而來。新建名為“6_beep”的文件夾，然后在6_beep 文件夾里面創建vscode 工程，工作區命名為“beep”。工程創建好以后新建beep.c 文件，在beep.c 里面輸入如下內容：
#include <linux/types.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/delay.h> #include <linux/ide.h> #include <linux/init.h> #include <linux/module.h> #include <linux/errno.h> #include <linux/gpio.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/device.h> #include <linux/of.h> #include <linux/of_address.h> #include <linux/of_gpio.h> #include <asm/mach/map.h> #include <asm/uaccess.h> #include <asm/io.h> /*************************************************************** Copyright ? ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved. 文件名 : beep.c 作者 : 左忠凱 版本 : V1.0 描述 : 蜂鳴器驅動程序。 其他 : 無 論壇 : www.openedv.com 日志 : 初版V1.0 2019/7/15 左忠凱創建 ***************************************************************/ #define BEEP_CNT 1 /* 設備號個數 */ #define BEEP_NAME "beep" /* 名字 */ #define BEEPOFF 0 /* 關蜂鳴器 */ #define BEEPON 1 /* 開蜂鳴器 *//* beep設備結構體 */ struct beep_dev{dev_t devid; /* 設備號 */struct cdev cdev; /* cdev */struct class *class; /* 類 */struct device *device; /* 設備 */int major; /* 主設備號 */int minor; /* 次設備號 */struct device_node *nd; /* 設備節點 */int beep_gpio; /* beep所使用的GPIO編號 */ };struct beep_dev beep; /* beep設備 *//** @description : 打開設備* @param - inode : 傳遞給驅動的inode* @param - filp : 設備文件，file結構體有個叫做private_data的成員變量* 一般在open的時候將private_data指向設備結構體。* @return : 0 成功;其他 失敗*/ static int beep_open(struct inode *inode, struct file *filp) {filp->private_data = &beep; /* 設置私有數據 */return 0; }/** @description : 向設備寫數據 * @param - filp : 設備文件，表示打開的文件描述符* @param - buf : 要寫給設備寫入的數據* @param - cnt : 要寫入的數據長度* @param - offt : 相對于文件首地址的偏移* @return : 寫入的字節數，如果為負值，表示寫入失敗*/ static ssize_t beep_write(struct file *filp, const char __user *buf, size_t cnt, loff_t *offt) {int retvalue;unsigned char databuf[1];unsigned char beepstat;struct beep_dev *dev = filp->private_data;retvalue = copy_from_user(databuf, buf, cnt);if(retvalue < 0) {printk("kernel write failed!\r\n");return -EFAULT;}beepstat = databuf[0]; /* 獲取狀態值 */if(beepstat == BEEPON) { gpio_set_value(dev->beep_gpio, 0); /* 打開蜂鳴器 */} else if(beepstat == BEEPOFF) {gpio_set_value(dev->beep_gpio, 1); /* 關閉蜂鳴器 */}return 0; }/** @description : 關閉/釋放設備* @param - filp : 要關閉的設備文件(文件描述符)* @return : 0 成功;其他 失敗*/ static int beep_release(struct inode *inode, struct file *filp) {return 0; }/* 設備操作函數 */ static struct file_operations beep_fops = {.owner = THIS_MODULE,.open = beep_open,.write = beep_write,.release = beep_release, };/** @description : 驅動出口函數* @param : 無* @return : 無*/ static int __init beep_init(void) {int ret = 0;/* 設置BEEP所使用的GPIO *//* 1、獲取設備節點：beep */beep.nd = of_find_node_by_path("/beep");if(beep.nd == NULL) {printk("beep node not find!\r\n");return -EINVAL;} else {printk("beep node find!\r\n");}/* 2、 獲取設備樹中的gpio屬性，得到BEEP所使用的BEEP編號 */beep.beep_gpio = of_get_named_gpio(beep.nd, "beep-gpio", 0);if(beep.beep_gpio < 0) {printk("can't get beep-gpio");return -EINVAL;}printk("led-gpio num = %d\r\n", beep.beep_gpio);//視頻里此處要gpio_request 后面要free /* 3、設置GPIO5_IO01為輸出，并且輸出高電平，默認關閉BEEP */ret = gpio_direction_output(beep.beep_gpio, 1);if(ret < 0) {printk("can't set gpio!\r\n");}/* 注冊字符設備驅動 *//* 1、創建設備號 */if (beep.major) { /* 定義了設備號 */beep.devid = MKDEV(beep.major, 0);register_chrdev_region(beep.devid, BEEP_CNT, BEEP_NAME);} else { /* 沒有定義設備號 */alloc_chrdev_region(&beep.devid, 0, BEEP_CNT, BEEP_NAME); /* 申請設備號 */beep.major = MAJOR(beep.devid); /* 獲取分配號的主設備號 */beep.minor = MINOR(beep.devid); /* 獲取分配號的次設備號 */}printk("beep major=%d,minor=%d\r\n",beep.major, beep.minor); /* 2、初始化cdev */beep.cdev.owner = THIS_MODULE;cdev_init(&beep.cdev, &beep_fops);/* 3、添加一個cdev */cdev_add(&beep.cdev, beep.devid, BEEP_CNT);/* 4、創建類 */beep.class = class_create(THIS_MODULE, BEEP_NAME);if (IS_ERR(beep.class)) {return PTR_ERR(beep.class);}/* 5、創建設備 */beep.device = device_create(beep.class, NULL, beep.devid, NULL, BEEP_NAME);if (IS_ERR(beep.device)) {return PTR_ERR(beep.device);}return 0; }/** @description : 驅動出口函數* @param : 無* @return : 無*/ static void __exit beep_exit(void) {/* 注銷字符設備驅動 */cdev_del(&beep.cdev);/* 刪除cdev */unregister_chrdev_region(beep.devid, BEEP_CNT); /* 注銷設備號 */device_destroy(beep.class, beep.devid);class_destroy(beep.class); }module_init(beep_init); module_exit(beep_exit); MODULE_LICENSE("GPL"); MODULE_AUTHOR("zuozhongkai");beep.c 中的內容和上一章的gpioled.c 中的內容基本一樣，只是換為了初始化
SNVS_TAMPER1 這個PIN，這里就不詳細的講解了。
編寫測試APP
測試APP 在上一章實驗的ledApp.c 文件的基礎上完成，新建名為beepApp.c 的文件，然后輸入如下所示內容：
#include "stdio.h" #include "unistd.h" #include "sys/types.h" #include "sys/stat.h" #include "fcntl.h" #include "stdlib.h" #include "string.h" /*************************************************************** Copyright ? ALIENTEK Co., Ltd. 1998-2029. All rights reserved. 文件名 : beepApp.c 作者 : 左忠凱 版本 : V1.0 描述 : beep測試APP。 其他 : 無 使用方法 ：./beepApp /dev/beep 0 關閉蜂鳴器./beepApp /dev/beep 1 打開蜂鳴器 論壇 : www.openedv.com 日志 : 初版V1.0 2019/1/30 左忠凱創建 ***************************************************************/#define BEEPOFF 0 #define BEEPON 1/** @description : main主程序* @param - argc : argv數組元素個數* @param - argv : 具體參數* @return : 0 成功;其他 失敗*/ int main(int argc, char *argv[]) {int fd, retvalue;char *filename;unsigned char databuf[1];if(argc != 3){printf("Error Usage!\r\n");return -1;}filename = argv[1];/* 打開beep驅動 */fd = open(filename, O_RDWR);if(fd < 0){printf("file %s open failed!\r\n", argv[1]);return -1;}databuf[0] = atoi(argv[2]); /* 要執行的操作：打開或關閉 *//* 向/dev/beep文件寫入數據 */retvalue = write(fd, databuf, sizeof(databuf));if(retvalue < 0){printf("BEEP Control Failed!\r\n");close(fd);return -1;}retvalue = close(fd); /* 關閉文件 */if(retvalue < 0){printf("file %s close failed!\r\n", argv[1]);return -1;}return 0; }beepApp.c 的文件內容和ledApp.c 文件內容基本一樣，要是對文件進行打開、寫、關閉等操作。
運行測試
編譯驅動程序和測試APP
1、編譯驅動程序
編寫Makefile 文件，本章實驗的Makefile 文件和第四十章實驗基本一樣，只是將obj-m 變量的值改為beep.o，Makefile 內容如下所示：
第4 行，設置obj-m 變量的值為beep.o。
輸入如下命令編譯出驅動模塊文件：
編譯成功以后就會生成一個名為“beep.ko”的驅動模塊文件。
2、編譯測試APP
輸入如下命令編譯測試beepApp.c 這個測試程序：
編譯成功以后就會生成beepApp 這個應用程序。
運行測試
將上一小節編譯出來的beep.ko 和beepApp 這兩個文件拷貝到rootfs/lib/modules/4.1.15 目錄中，重啟開發板，進入到目錄lib/modules/4.1.15 中，輸入如下命令加載beep.ko 驅動模塊：
depmod //第一次加載驅動的時候需要運行此命令 modprobe beep.ko //加載驅動驅動加載成功以后會在終端中輸出一些信息，如圖46.4.2.1 所示：
從圖46.4.2.1 可以看出，beep 這個節點找到了，并且GPIO5_IO01 這個GPIO 的編號為129。
使用beepApp 軟件來測試驅動是否工作正常，輸入如下命令打開蜂鳴器：
輸入上述命令，查看I.MX6U-ALPHA 開發板上的蜂鳴器是否有鳴叫，如果鳴叫的話說明驅
動工作正常。在輸入如下命令關閉蜂鳴器：
輸入上述命令以后觀察I.MX6U-ALPHA 開發板上的蜂鳴器是否停止鳴叫。如果要卸載驅動的話輸入如下命令即可：
rmmod beep.ko總結
以上是生活随笔為你收集整理的Linux蜂鸣器实验(使用上一节子系统思想，摈弃了自己配置寄存器的繁琐操作)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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