实验一 灯程序——OK6410-A开发板LINUX3.0.1(嵌入式开发)

实验一 灯程序

一、实验目的

1.熟悉linux系统，学会简单linux指令

2.熟悉OK6410-A开发板的烧入步骤

3.熟悉ARM寄存器，地址等。

4.系统性的了解UBOOT和linux内核，yaffs2系统映像等知识

二、实验仪器

开发机环境

      操作系统：ubuntu 20.04
      交叉编译环境：arm-linux-gcc 4.6.4 
      6410板子内核源码：linux-3.0.1 

目标板环境

	OK6410-A     linux-3.0.1 

环境配置看这里

三、实验内容（原理）

1.硬件部分

从上面的原理图可以得知，LED与CPU引脚的连接方法如下，低电平点亮。
LED1 -GPM0
LED2 -GPM1
LED3 -GPM2
LED4 -GPM3

2.寄存器部分

重点观察下面寄存器的地址，输出方式等信息

通过上面可以得知，如果要点亮灯1，需要先将GPM0设置为输出方式。将相应的寄存器进行配置。然后将GPMDAT寄存器的第0位置0灯亮，置1灯灭。

四、实验步骤

1.编写驱动程序

driver_led.c

	#include <linux/module.h>  
	  
	#include <linux/kernel.h>  
	#include <linux/fs.h>  
	#include <asm/uaccess.h> /* copy_to_user,copy_from_user */  
	#include <linux/miscdevice.h>    
	#include <linux/pci.h>    
	#include <mach/map.h>    
	#include <mach/regs-gpio.h>    
	#include <mach/gpio-bank-m.h>    
	#include <plat/gpio-cfg.h>  
	 
	MODULE_LICENSE("GPL" );
	#define LED_MAJOR 240  
	  
	int led_open (struct inode *inode,struct file *filp)  
	  
	{  
	    unsigned tmp;     
	         tmp = readl(S3C64XX_GPMCON);     
	    tmp = (tmp & ~(0x7U<<1))|(0x2U);     
	         writel(tmp, S3C64XX_GPMCON);   
	    printk("#########open######\n");  
	    return 0;  
	}  
	ssize_t led_read (struct file *filp, char __user *buf, size_t count,loff_t *f_pos)  
	{  
	    printk("#########read######\n");  
	    return count;  
	}  
	  
	
	ssize_t led_write (struct file *filp, const char __user *buf, size_t count,loff_t *f_pos)  
	{  
	    char wbuf[10];  
	    unsigned tmp;     
	    printk("#########write######\n");  
	    copy_from_user(wbuf,buf,count);  
	    switch(wbuf[0])  
	    {  
	        case 0:  //off  
	            tmp = readl(S3C64XX_GPMDAT);     
	                          tmp |= (0x2U);     
	                          writel(tmp, S3C64XX_GPMDAT);  
	            break;  
	        case 1:  //on  
	            tmp = readl(S3C64XX_GPMDAT);     
	                          tmp &= ~(0x2U);     
	                          writel(tmp, S3C64XX_GPMDAT);  
	            break;  
	        default :  
	            break;  
	    }  
	    return count;  
	}  
	  
	int led_release (struct inode *inode, struct file *filp)  
	{  
	    printk("#########release######\n");  
	    return 0;  
	}  
	  
	struct file_operations led_fops ={  
	    .owner = THIS_MODULE,  
	    .open = led_open,  
	    .read = led_read,  
	    .write = led_write,  
	    .release = led_release,  
	};  
	  
	int __init led_init (void)  
	{   int rc;  
	    printk ("Test led dev\n");  
	    rc = register_chrdev(LED_MAJOR,"led",&led_fops);  
	    if (rc <0)  
	    {  
	        printk ("register %s char dev error\n","led");  
	        return -1;  
	    }  
	    printk ("ok!\n");  
	    return 0;  
	}  
	  
	void __exit led_exit (void)  
	{  
	    unregister_chrdev(LED_MAJOR,"led");  
	    printk ("module exit\n");  
	    return ;  
	}  
	  
	module_init(led_init);  
	module_exit(led_exit);  

2.编写Makefile文件

ifneq ($(KERNELRELEASE),)

obj-m := driver_led.o

else 
KDIR := /home/kk/Desktop/forlinx/linux-3.0.1
all:
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-
clean:
	rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers

endif

3.编写test.c

#include <stdio.h>  
#include <sys/types.h> 
#include <sys/stat.h>  
#include <fcntl.h>  
int main (void)  
{  
	    int fd;  
	    char buf[10]={0,1};  
	    fd = open("/dev/my_led",O_RDWR);  
	    if (fd < 0)  
	    {  
	        printf ("Open /dev/my_led file error\n");  
	        return -1;  
	    }     
	    while(1)  
	    {  
	        write(fd,&buf[0],1);  
	        sleep(1);  
	        write(fd,&buf[1],1);  
	        sleep(1);  
	    }  
	    close (fd);  
	    return 0;  
	  
}  

4.编译驱动程序与测试程序

 #make

将编译生成 driver_led.ko等文件

#arm-linux-gcc  test.c  -o  test

将生成test可执行文件

最后呈现以下文件

5.格式化SD卡，把 SD 卡格式化为 FAT32 格式。

6.用SD_Writer将 mmc.bin 烧写到 SD 卡中

1.以管理员身份运行
2.点击”Scan”，这个步骤是自动搜寻 SD 卡所在盘符。如果"Scan"没有正确设置 SD 卡所在盘符，就需要手动 调整 SD Volume，把盘符号调整为 SD 卡所在盘符（比如说，PC 的 USB 口接了两个或者两个以上的 U 盘或 者 SD 卡，就有可能错误到扫描 SD 卡盘符）。
3.将”SD Type”更改为 auto。这个步骤是为了让 SD_Writer 自动识别 SD 卡类型。
4.将”OS Type”更改为 Linux。这个步骤是选择要烧写的系统类型。
5.点击”Select Boot”, 选择适合自己开发板的 mmc.bin
mmc_ram128.bin 适用于 128M 内存的开发板
mmc_ram256.bin 适用于 256M 内存的开发板
6.点击”Program”，出现”It’s OK”表示操作成功。

7.拷贝系统文件

首先，将 u-boot.bin 拷贝到 SD 卡中。
u-boot_ram128.bin 专门用于 128M 内存开发板。
u-boot_ram256.bin 专门用于 256M 内存开发板。
将与开发板对应的 u-boot 拷贝到 SD 卡中。接着在 SD 卡中将文件名改为u-boot.bin 即可。

然后，将 zImage 拷贝到 SD 卡中。zImage 是 Linux 的内核映像文件。

最后，将 rootfs.yaffs2 拷贝到 SD 卡中。
rootfs.yaffs2-nand256m 专门用于 128M 内存，256M NandFlash开发板。
rootfs.yaffs2-nand2g 专门用于 256M 内存，1G 或 2G 或者 4G Nandflash 的开发板

8.拷贝驱动程序与测试程序

将driver_led.ko与test拷贝到SD卡上

9.烧写Linux到开发板的NandFlash

步骤 1. 将制作好的 SD 卡插入开发板 SD 的插槽。

步骤 2. 接好 5V 直流电源（飞凌提供此电源，请使用飞凌提供的电源）。

步骤 3. 拨码开关设置为 SD 卡启动。

拨码开关在底板SD 卡启动的拨码开关设置如下：

引脚号	Pin8	Pin7	Pin6	Pin5	Pin4	Pin3	Pin2	Pin1
引脚定义	SELNAND	OM4	OM3	OM2	OM1	GPN15	GPN14	GPN13
SD卡启动	1	1	1	1	1	0	0	0

10. 测试

1.打开终端
2.加载驱动
#insmod /sdcard/driver_led.ko
3.创建设备文件
#mknod /dev/my_led c 240 0
4.测试
./test
5.卸载驱动
#rmmod driver_led

看到小灯点亮，实验成功！

五、实验程序（包括流程图）

1.点灯

driver_led.c

	#include <linux/module.h>  
	  
	#include <linux/kernel.h>  
	#include <linux/fs.h>  
	#include <asm/uaccess.h> /* copy_to_user,copy_from_user */  
	#include <linux/miscdevice.h>    
	#include <linux/pci.h>    
	#include <mach/map.h>    
	#include <mach/regs-gpio.h>    
	#include <mach/gpio-bank-m.h>    
	#include <plat/gpio-cfg.h>  
	 
	MODULE_LICENSE("GPL" );
	#define LED_MAJOR 240  
	  
	int led_open (struct inode *inode,struct file *filp)  
	  
	{  
	    unsigned tmp;     
	         tmp = readl(S3C64XX_GPMCON);     
	    tmp = (tmp & ~(0x7U<<1))|(0x2U);     
	         writel(tmp, S3C64XX_GPMCON);   
	    printk("#########open######\n");  
	    return 0;  
	}  
	ssize_t led_read (struct file *filp, char __user *buf, size_t count,loff_t *f_pos)  
	{  
	    printk("#########read######\n");  
	    return count;  
	}  
	  
	  
	ssize_t led_write (struct file *filp, const char __user *buf, size_t count,loff_t *f_pos)  
	{  
	    char wbuf[10];  
	    unsigned tmp;     
	    printk("#########write######\n");  
	    copy_from_user(wbuf,buf,count);  
	    switch(wbuf[0])  
	    {  
	        case 0:  //off  
	            tmp = readl(S3C64XX_GPMDAT);     
	                          tmp |= (0x2U);     
	                          writel(tmp, S3C64XX_GPMDAT);  
	            break;  
	        case 1:  //on  
	            tmp = readl(S3C64XX_GPMDAT);     
	                          tmp &= ~(0x2U);     
	                          writel(tmp, S3C64XX_GPMDAT);  
	            break;  
	        default :  
	            break;  
	    }  
	    return count;  
	}  
	  
	int led_release (struct inode *inode, struct file *filp)  
	{  
	    printk("#########release######\n");  
	    return 0;  
	}  
	  
	struct file_operations led_fops ={  
	    .owner = THIS_MODULE,  
	    .open = led_open,  
	    .read = led_read,  
	    .write = led_write,  
	    .release = led_release,  
	};  
	  
	int __init led_init (void)  
	{   int rc;  
	    printk ("Test led dev\n");  
	    rc = register_chrdev(LED_MAJOR,"led",&led_fops);  
	    if (rc <0)  
	    {  
	        printk ("register %s char dev error\n","led");  
	        return -1;  
	    }  
	    printk ("ok!\n");  
	    return 0;  
	}  
	  
	void __exit led_exit (void)  
	{  
	    unregister_chrdev(LED_MAJOR,"led");  
	    printk ("module exit\n");  
	    return ;  
	}  
	  
	module_init(led_init);  
	module_exit(led_exit);  

Makefile文件

ifneq ($(KERNELRELEASE),)

obj-m := driver_led.o

else 
KDIR := /home/kk/Desktop/forlinx/linux-3.0.1
all:
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-
clean:
	rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers

endif

test.c

#include <stdio.h>  
#include <sys/types.h> 
#include <sys/stat.h>  
#include <fcntl.h>  
int main (void)  
{  
	    int fd;  
	    char buf[10]={0,1};  
	    fd = open("/dev/my_led",O_RDWR);  
	    if (fd < 0)  
	    {  
	        printf ("Open /dev/my_led file error\n");  
	        return -1;  
	    }     
	    while(1)  
	    {  
	        write(fd,&buf[0],1);  
	        sleep(1);  
	        write(fd,&buf[1],1);  
	        sleep(1);  
	    }  
	    close (fd);  
	    return 0;  
	  
}  

2.流水灯

driver_led.c

	#include <linux/module.h>  
	  
	#include <linux/kernel.h>  
	#include <linux/fs.h>  
	#include <asm/uaccess.h> /* copy_to_user,copy_from_user */  
	#include <linux/miscdevice.h>    
	#include <linux/pci.h>    
	#include <mach/map.h>    
	#include <mach/regs-gpio.h>    
	#include <mach/gpio-bank-m.h>    
	#include <plat/gpio-cfg.h>  
	 
	MODULE_LICENSE("GPL" );
	#define LED_MAJOR 240  
	  
	int led_open (struct inode *inode,struct file *filp)  
	  
	{  
	    unsigned tmp;     
	         tmp = readl(S3C64XX_GPMCON);     
	    tmp = (tmp & ~(0x7U<<1))|(0x1U);     
	         writel(tmp, S3C64XX_GPMCON);   
	    printk("#########open######\n");  
	    return 0;  
	}  
	ssize_t led_read (struct file *filp, char __user *buf, size_t count,loff_t *f_pos)  
	{  
	    printk("#########read######\n");  
	    return count;  
	}  
	  
	  
	ssize_t led_write (struct file *filp, const char __user *buf, size_t count,loff_t *f_pos)  
	{  
	    char wbuf[10];  
	    unsigned tmp;     
	    printk("#########write######\n");  
	    copy_from_user(wbuf,buf,count);  
	    switch(wbuf[0])  
	    {  
	        case 7:  //off  
	            tmp = readl(S3C64XX_GPMDAT);     
	                          tmp |= (0x1U);     
	                          writel(tmp, S3C64XX_GPMDAT);  
	            break;  
	        case 0:  //on  
	            tmp = readl(S3C64XX_GPMDAT);     
	                          tmp &= ~(0x1U);     
	                          writel(tmp, S3C64XX_GPMDAT);  
	            break;
	        case 6:  //off  
	            tmp = readl(S3C64XX_GPMDAT);   
	              
	                          tmp |= (0x2U);     
	                          writel(tmp, S3C64XX_GPMDAT);  
	            break;  
	        case 1:  //on  
	            tmp = readl(S3C64XX_GPMDAT);     
	                          tmp &= ~(0x2U);     
	                          writel(tmp, S3C64XX_GPMDAT);  
	            break;  
	        case 5:  //off  
	            tmp = readl(S3C64XX_GPMDAT);     
	                          tmp |= (0x4U);     
	                          writel(tmp, S3C64XX_GPMDAT);  
	            break;  
	        case 2:  //on  
	            tmp = readl(S3C64XX_GPMDAT);     
	                          tmp &= ~(0x4U);     
	                          writel(tmp, S3C64XX_GPMDAT);  
	            break;  	            
	        case 4:  //off  
	            tmp = readl(S3C64XX_GPMDAT);     
	                          tmp |= (0x8U);     
	                          writel(tmp, S3C64XX_GPMDAT);  
	            break;  
	        case 3:  //on  
	            tmp = readl(S3C64XX_GPMDAT);     
	                          tmp &= ~(0x8U);     
	                          writel(tmp, S3C64XX_GPMDAT);  
	            break;  	            
	            	       	         
	        default :  
	            break;  
	    }  
	    return count;  
	}  
	  
	int led_release (struct inode *inode, struct file *filp)  
	{  
	    printk("#########release######\n");  
	    return 0;  
	}  
	  
	struct file_operations led_fops ={  
	    .owner = THIS_MODULE,  
	    .open = led_open,  
	    .read = led_read,  
	    .write = led_write,  
	    .release = led_release,  
	};  
	  
	int __init led_init (void)  
	{   int rc;  
	    printk ("Test led dev\n");  
	    rc = register_chrdev(LED_MAJOR,"led",&led_fops);  
	    if (rc <0)  
	    {  
	        printk ("register %s char dev error\n","led");  
	        return -1;  
	    }  
	    printk ("ok!\n");  
	    return 0;  
	}  
	  
	void __exit led_exit (void)  
	{  
	    unregister_chrdev(LED_MAJOR,"led");  
	    printk ("module exit\n");  
	    return ;  
	}  
	  
	module_init(led_init);  
	module_exit(led_exit);  

Makefile

ifneq ($(KERNELRELEASE),)

obj-m := driver_led.o

else 
KDIR := /home/kk/Desktop/forlinx/linux-3.0.1
all:
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-
clean:
	rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers

endif

test.c

#include <stdio.h>  
#include <sys/types.h> 
#include <sys/stat.h>  
#include <fcntl.h>  
int main (void)  
{  
	    int fd;  
	    char buf[10]={0,1,2,3,4,5,6,7};  
	    fd = open("/dev/my_led",O_RDWR);  
	    if (fd < 0)  
	    {  
	        printf ("Open /dev/my_led file error\n");  
	        return -1;  
	    }     
	    while(1)  
	    {  
	        write(fd,&buf[0],1);  
	        sleep(1);  
	        write(fd,&buf[1],1);  
	        sleep(1);  
	        write(fd,&buf[2],1);  
	        sleep(1);  
	        write(fd,&buf[3],1);  
	        sleep(1);  
	        write(fd,&buf[4],1);  
	        sleep(1);  
	        write(fd,&buf[5],1);  
	        sleep(1);  
	        write(fd,&buf[6],1);  
	        sleep(1);  
	        write(fd,&buf[7],1);  
	        sleep(1);  
	    }  
	    close (fd);  
	    return 0;  
	  
}  

3.流程图

六、运行结果

1.点灯程序

2.流水灯程序

视频就不贴了

七、心得体会

第一次接触嵌入式开发，第一次靠自己一步一步做到从配置环境到烧写到点亮第一个小灯，收获点亮小灯的喜悦。这一路并不是一帆风顺的。遇到过ubuntu12.04的源因为年代久远失效，遂更换20.04。遇到过64位操作系统不支持32位交叉编译器的问题，也遇到过各种无读写权限，找不到文件，文件报错，驱动代码报错等大大小小的问题，挣扎了很久，也收获了很多。在硬件领域，很多的第一次，都是从小灯开始，小灯点亮不只是代表着这一个简单的步骤，更是代表第一次走通了这条路，可以第一次说我行了。

最后，做一个收获的总结，熟悉linux系统，学会简单linux指令，熟悉OK6410-A开发板的烧入步骤，熟悉ARM寄存器，地址等。系统性的了解UBOOT和linux内核，yaffs2系统映像等知识。