企业见习报告arm板蜂鸣器驱动开发.docx

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企业见习报告arm板蜂鸣器驱动开发

嵌入式系统开发技术

企业见习

专业：

计算机科学与技术

班级：

2011级计算机软件

学号：

姓名：

设计题目：

蜂鸣器驱动程序设计

2014年06月

目录

1.绪论1

1.1概要1

1.2设计内容1

2.开发环境的搭建2

2.1Redhat的安装2

2.2安装arm-linux-gcc交叉编译器4

2.3安装及编译linux-2.6.35.7-Tiny210-20120301内核6

3.字符设备驱动相关知识8

3.1模块机制8

3.2字符设备开发基本步骤9

3.3主设备号和次设备号10

3.4实现字符驱动程序11

4.蜂鸣器原理13

4.1蜂鸣器的种类和工作原理13

4.2开发板上蜂鸣器原理图分析13

5.总体设计14

5.1设计思路14

5.2设计步骤14

6.驱动及测试程序16

6.1buzzer驱动代码16

6.2buzzer驱动测试代码18

7.运行结果及截图20

8、Tiny210开发板调试22

综合设计总结与思考23

1.绪论

1.1概要

Linux是一套免费使用和自由传播的类Unix操作系统，它主要用于基于Intelx86系列CPU的计算机上。

Linux以它的高效性和灵活性著称。

它能够在PC计算机上实现全部的Unix特性，具有多任务、多用户的能力。

Linux是在GNU公共许可权限下免费获得的，是一个符合POSIX标准的操作系统。

Linux操作系统软件包不仅包括完整的Linux操作系统，而且还包括了文本编辑器、高级语言编译器等应用软件。

它还包括带有多个窗口管理器的X-Windows图形用户界面，如同我们使用WindowsNT一样，允许我们使用窗口、图标和菜单对系统进行操作。

而linux驱动是直接和硬件打交道的软件程序。

层次结构上，它处于操作系统和硬件之间。

系统调用是操作系统内核与应用程序之间的接口，设备驱动程序是操作系统内核与机器硬件之间的接口。

设备驱动程序为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以像操作普通文件一样对硬件折本进行操作。

设备驱动程序是内核的一部分，它主要完成这么几个功能：

对设备初始化和释放；传送数据到硬件和从硬件读取数据；检测和处理设备出现的错误。

一般来说，linux驱动可以分为三类，就是块设备驱动，字符设备驱动和网络设备驱动。

块设备的读写都有缓存来支持，并且块设备必须能够随机存取。

块设备驱动主要用于磁盘驱动器。

1.2设计内容

本次设计是简单的字符设备驱动设计，基于Tiny210的蜂鸣器的驱动设计。

2.开发环境的搭建

2.1Redhat的安装

使用VirtualBox创建一个虚拟机：

点击菜单栏File->New->Virtualmachine。

填写虚拟机名称，选择系统类型和版本，然后点击下一步。

配置虚拟机内存为1024M，然后点击下一步

创建虚拟硬盘，下一步。

配置完成后的虚拟机配置

2.2安装arm-linux-gcc交叉编译器

1、下载文件：

安装包：

arm-linux-gcc-4.5.1-v6-vfp-20120301.tgz

2、开始安装，打开终端输入cd，进入home目录后，

输入命令：

tarxvzfarm-linux-gcc-4.5.1-v6-vfp-20120301.tgz如图：

2.解压完成后在终端中输入cd./opt/FriendlyARM/toolschain/4.5.1/bin/,然后pwd查看当前路径；

3.修改环境变量，把交叉编译器的路径加入到PATH：

利用tab键的补齐功能进入该路径。

输入pwd命令，查看当前路径的绝对路径/home/cf/ARM/opt/FriendlyARM/toolschain/4.5.1/bin如图：

然后输入如下命令：

vi~/.bash_profile

修改下列PATH

PATH=$PATH:

$HOME/bin:

/sbin:

~/opt/FriendlyARM/toolschain/4.5.1/bin

然后输入如下命令，更新环境变量

source~/.bash_profile

4、检查是否将路径加入到PATH：

接下来利用命令echo$PATH查看环境变量是否添加成功，若

环境变量中出现了刚才添加的路径就成功了。

5、测试是否安装成功

$arm-linux-gcc-v输入命令会显示arm-linux-gcc信息和版本.

2.3安装及编译linux-2.6.35.7-Tiny210-20120301内核

复制内核到root目录下

解压内核文件tarzxvflinux-2.6.35.7-Tiny210-20120301.tgz

使内核文件生效：

cpconfig_Tiny210_n35.config

使用make命令完成编译解压内核文件tarzxvflinux-2.6.35.7-20120301.tgz

使内核文件生效：

cpmini210-tvp5150_linux_defconfig.config并且使用make命令完成编译

编辑Makefile文件

3.字符设备驱动相关知识

3.1模块机制

Linux提供了机制被称为模块（Module）的机制

提供了对许多模块支持,包括但不限于,设备驱动

每个模块由目标代码组成（没有连接成一个完整可执行程序）

insmod将模块动态加载到正在运行内核

rmmod程序移除模块

Linux内核模块的程序结构

●module_init（）---模块加载函数（必须）

通过insmod或modprobe命令加载内核模块时，模块的加载函数会自动被内核执行，完成模块的相关初始化工作

●module_exit（）---模块卸载函数（必须）

当通过rmmod命令卸载某模块时，模块的卸载函数会自动被内核执行，完成与模块装载函数相反的功能

●MODULE_LICENSE（）---模块许可证声明（必须）

模块许可证（LICENSE）声明描述内核模块的许可权限

如果不声明LICENSE,模块被加载时，将收到内核被污染（kerneltainted）的警告

●module_param（）---模块参数（可选）

模块参数是模块被加载的时候可以被传递给它的值，它本身对应模块内部的全局变量。

●EXPORT_SYMBOL（）---模块导出符号（可选）

内核模块可以导出符号（symbol，对应于函数或变量）到内核

其他模块可以使用本模块中的变量或函数

●其他一些声明MODULE_XXXXX（）---模块声明（可选）

模块加载函数

staticint__initinitialization_function（void）

{

/*初始化代码*/

}

module_init（initialization_function）;

模块卸载函数

staticvoid__exitcleanup_function（void）

{

/*释放资源*/

}

module_exit（cleanup_function）;

3.2字符设备开发基本步骤

●确定主设备号和次设备号

●实现字符驱动程序

实现file_operations结构体

实现初始化函数，注册字符设备

实现销毁函数，释放字符设备

●创建设备文件节点

3.3主设备号和次设备号

●主设备号是内核识别一个设备的标识。

整数（占12bits），范围从0到4095，通常使用1到255

●次设备号由内核使用，用于正确确定设备文件所指的设备。

整数（占20bits），范围从0到1048575，一般使用0到255

●设备编号的内部表达

dev_t类型（32位）：

用来保存设备编号（包括主设备号（12位）和次设备号（20位））

从dev_t获得主设备号和次设备号：

MAJOR（dev_t）;

MINOR（dev_t）;

将主设备号和次设备号转换成dev_t类型：

MKDEV（intmajor，intminor）；

●分配主设备号

手工分配主设备号：

找一个内核没有使用的主设备号来使用。

#include

intregister_chrdev_region（dev_tfirst,unsignedintcount,char*name）；

●动态分配主设备号：

#include

intalloc_chrdev_resion（dev_t*dev，unsignedintfirstminor，unsignedintcount，char*name）；

●释放设备号

voidunregister_chrdev_region（dev_tfirst,unsignedintcount）;

3.4实现字符驱动程序

●cdev结构体

structcdev

{

structkobjectkobj;/*内嵌的kobject对象*/

structmodule*owner;/*所属模块*/

structfile_operations*ops;/*文件操作结构体*/

structlist_headlist;

dev_tdev;/*设备号*/

unsignedintcount;

};

●file_operations结构体

字符驱动和内核的接口：

在include/linux/fs.h定义

字符驱动只要实现一个file_operations结构体

并注册到内核中，内核就有了操作此设备的能力。

●file_operations的主要成员：

structmodule*owner:

指向模块自身

open：

打开设备

release：

关闭设备

read：

从设备上读数据

write：

向设备上写数据

ioctl：

I/O控制函数

llseek：

定位读写指针

mmap：

映射设备空间到进程的地址空间

●ioctl函数

为设备驱动程序执行“命令”提供了一个特有的入口点

用来设置或者读取设备的属性信息。

intioctl（structinode*inode,structfile*filp,

unsignedintcmd,unsignedlongarg）;

●cmd参数的定义

不推荐用0x1，0x2，0x3之类的值

Linux对ioctl（）的cmd参数有特殊的定义

构造命令编号的宏：

_IO（type，nr）用于构造无参数的命令编号；

_IOR（type，nr，datatype）用于构造从驱动程序中读取数据的命令编号；

_IOW（type，nr，datatype）用于写入数据的命令；

_IOWR（type，nr，datatype）用于双向传输。

type和number位字段通过参数传入，而size位字段通过对datatype参数取sizeof获得。

●Ioctl函数模板

intxxx_ioctl（structinode*inode,structfile*filp,unsignedintcmd,

unsignedlongarg）

{

...

switch（cmd）

{

caseXXX_CMD1:

...