嵌入式实验报告 IO口驱动实验.docx
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嵌入式实验报告IO口驱动实验
实验七I/O口驱动实验
一、实验目的：
1、了解PXA270微处理器GPIO的功能
2、熟悉PXA270微处理器GPIO驱动程序的编写方法
3、掌握驱动程序的加载过程和方法
二、实验环境（软件与硬件）：
软件环境：
VMwareWorkstation
硬件环境：
pc机、arm机
三、实验过程和结果（包括编写的程序与结果，结果要截图）
第1步：
利用vi编辑器，编写一个xsb_seg.c驱动代码；
（1）增加驱动所需的头文件和变量
#include
#include
#include
#include
#include
MODULE_LICENSE（"GPL"）;
charLED_MODULE=0;
#defineDEVICE_NAME"xsb_seg"
#defineSEG_CS10x10300000
#defineSEG_CS20x10400000
staticcharLED[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7F,0x6F};
unsignedlong*CS1_Address,*CS2_Address;
structseg
{
charLED1_Val;
charLED2_Val;
charLED3_Val;
charLED4_Val;
charnegative;
};
（2）同时更新所有七段数码光驱动管显示函数
staticvoidUpdateled（structseg*seg_7）
{
unsignedshortbuff=0x00;
buff=seg_7->LED1_Val;
buff=buff|（seg_7->LED2_Val<<8）;
writew（buff,CS1_Address）;
buff=0x00;
buff=seg_7->LED3_Val;
buff=buff|（seg_7->LED4_Val<<8）;
writew（buff,CS2_Address）;
return;
}
（3）写具体某位七段数码光驱动管显示函数
voidvalue_seting（structseg*seg_7,charposition,charvalue）
{
if（seg_7->negative==0）
value=~value&~（0x1<<7）;
else
value=（0x1<<7）|value;
if（position==1）
seg_7->LED1_Val=value;
elseif（position==2）
seg_7->LED2_Val=value;
elseif（position==3）
seg_7->LED3_Val=value;
elseif（position==4）
seg_7->LED4_Val=value;
}
（4）实现七段数码光驱动写操作函数
staticssize_tXSB_Seg_write（structfile*file,constchar*buffer,size_tcount,loff_t*ppos）
{
inti;
structseg*seg_7=file->private_data;
charled_forall[4];
printk（KERN_EMERG"TheModuleiswritten,XSB_Seg_write\n"）;
if（count!
=4）
{
printk（KERN_EMERG"thecountofinputisnot4!
!
"）;
return0;
}
if（copy_from_user（led_forall,buffer,4））
{
for（i=1;i<=4;i++）
{
value_seting（seg_7,i,LED[led_forall[i-1]]）;
}
Updateled（seg_7）;
}
return0;
}
（5）实现七段数码管驱动IOCTL操作函数
staticintXSB_Seg_ioctl（structinode*ip,structfile*fp,unsignedintcmd,unsignedlongarg）
{
charval=0x00;
structseg*seg_7=fp->private_data;
if（!
arg）
return-EINVAL;
if（copy_from_user（&val,（int*）arg,sizeof（char）））
return-EFAULT;
switch（cmd）{
case1:
value_seting（seg_7,1,val）;
break;
case2:
value_seting（seg_7,2,val）;
break;
case3:
value_seting（seg_7,3,val）;
break;
case4:
value_seting（seg_7,4,val）;
break;
case0:
seg_7->negative=LED_MODULE;
break;
default:
printk（KERN_EMERG"ioctlparametererror,pleaseinputnumber0-4"）;
break;
}
Updateled（seg_7）;
return0;
}
（6）实现七段数码管驱动打开操作函数
staticintXSB_Seg_open（structinode*inode,structfile*filp）
{
structseg*seg_7;
printk（KERN_EMERG"TheModuleisopen,XSB_Seg_open\n"）;
seg_7=kmalloc（sizeof（structseg）,GFP_KERNEL）;
filp->private_data=seg_7;
return0;
}
（7）实现七段数码管驱动释放函数
staticintXSB_Seg_release（structinode*inode,structfile*filp）
{
printk（KERN_EMERG"TheModuleisrelease,XSB_Seg_release\n"）;
kfree（filp->private_data）;
return0;
}
（8）七段数码管驱动文件结构体定义
staticstructfile_operationsEmdoor_fops={
open:
XSB_Seg_open,
write:
XSB_Seg_write,
release:
XSB_Seg_release,
ioctl:
XSB_Seg_ioctl,
owner:
THIS_MODULE,
};
（9）实现七段数码管驱动初始化函数
staticint__initXSB_Seg_init（void）
{
intret;
printk（KERN_EMERG"TheModuleisInit,XSB_Seg_init\n"）;
CS1_Address=ioremap（SEG_CS1,4）;
CS2_Address=ioremap（SEG_CS2,4）;
ret=register_chrdev（61,DEVICE_NAME,&Emdoor_fops）;
if（ret<0）{
printk（DEVICE_NAME"can'tgetmajornumber\n"）;
returnret;
}
return0;
}
（9）实现七段数码管驱动模块退出函数与模块描述
staticvoid__exitXSB_Seg_exit（void）
{
printk（KERN_EMERG"TheModuleisExit,XSB_Seg_exit\n"）;
iounmap（CS1_Address）;
iounmap（CS2_Address）;
unregister_chrdev（61,DEVICE_NAME）;
}
module_init（XSB_Seg_init）;
module_exit（XSB_Seg_exit）;
MODULE_AUTHOR（"Ben.li,ben.li@"）;
MODULE_DESCRIPTION（"Thisisa8SegmentLeddriverdemo"）;
第2步：
利用vi编辑器，编写一个用于编译xsb_seg.c驱动架构Makefile文件；
#Makefileforthe8Segment_LedDriver.#
CFLAGS+=$（DEBFLAGS）-Wall
ifneq（$（KERNELRELEASE）,）
obj-m:
=xsb_seg.o
else
KERNELDIR?
=/root/work/linux-2.6.22.10
PWD:
=$（shellpwd）
ALL:
$（MAKE）$（CFLAGS）-C$（KERNELDIR）M=$（PWD）modules
endif
clean:
rm–fr*.o*.ko*~core.depend.*.cmd*.mod.c.tmp_versions
第3步：
运行make编译命令，用ls命令查看编译后的结果，在该目录中应生成xsb_seg.ko模块文件，利用file命令查看xsb_seg.ko文件的格式，应为ARM格式的ELF文件。
第4步：
利用vi编辑器在test目录下编译测试驱动的seg_test.c源文件。
/************************************************
*************************************************/
#include
#include
#include
#include
typedefunsignedcharu8;
#defineSEG_DEV"/dev/xsb_seg"
charnumber[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7F,0x6F};
voidclear_led（intfd）
{
inti;
charval=0;
for（i=1;i<=4;i++）
ioctl（fd,i,&val）;
sleep
（1）;
}
voiddisplay_led（intfd）
{
inti;
charval=0x7f;
for（i=1;i<=4;i++）
ioctl（fd,i,&val）;
sleep
（1）;
}
voidappear_same（intfd）
{
chari,j,base=0;
for（j=0,base=0;j<=9;j++,base++）{
for（i=1;i<=4;i++）
ioctl（fd,i,number+base）;
sleep
（1）;
}
}
voidappear_roll（intfd）
{
chari,j,base=0;
for（j=0,base=0;j<=9;j++,base++）{
for（i=1;i<=4;i++）
ioctl（fd,i,number+（base+i-1）%10）;
sleep
（1）;
}
}
voiddisplay_menu（）
{
printf（"*****ChoiceMenu*********\n"）;
printf（"[0]OpenDevice\n"）;
printf（"[1]DisplaySame\n"）;
printf（"[2]RollDisplay\n"）;
printf（"[3]AllDisplay\n"）;
printf（"[4]ClearDisplay\n"）;
printf（"[5]WriteDisplay\n"）;
printf（"[C]CloseDevice\n"）;
printf（"[x]ExitTest\n"）;
printf（"***********************\n"）;
printf（"Pleaseinputyourchoise:
"）;
}
intmain（intargc,char**argv）
{
intfd=-1;
charch=0x00;
unsignedcharled[4]={2,0,0,8};
display_menu（）;
while
（1）{
ch=getchar（）;
switch（ch）
{
case'0':
if（fd>0）
printf（"##SEGDevicehasbeenopen##%d\n",fd）;
else{
fd=open（SEG_DEV,O_RDWR）;
if（fd<0）
printf（"####SEGDeviceopenFail####\n"）;
else
printf（"####SEGDeviceopenSuccess####%d\n",fd）;
}
display_menu（）;
break;
case'1':
if（fd>0）{
appear_same（fd）;
clear_led（fd）;
}
else
printf（"##SEGDeviceisNOTopen##\n"）;
display_menu（）;
break;
case'2':
if（fd>0）{
appear_roll（fd）;
clear_led（fd）;
}
else
printf（"##SEGDeviceisNOTopen##\n"）;
display_menu（）;
break;
case'3':
if（fd>0）
display_led（fd）;
else
printf（"##SEGDeviceisNOTopen##\n"）;
display_menu（）;
break;
case'4':
if（fd>0）
clear_led（fd）;
else
printf（"##SEGDeviceisNOTopen##\n"）;
display_menu（）;
break;
case'5':
if（fd>0）
write（fd,led,4）;
else
printf（"##SEGDeviceisNOTopen##\n"）;
display_menu（）;
break;
case'c':
case'C':
if（fd>0）{
clear_led（fd）;
sleep
（1）;
close（fd）;
printf（"##SEGDeviceisclosedsuccess##\n"）;
fd=-1;
}
display_menu（）;
break;
case'x':
case'X':
if（fd>0）{
clear_led（fd）;
sleep
（1）;
close（fd）;
}
exit（0）;
break;
}
}
return（0）;
}
第5步：
利用vi编辑器，编写一个用于编译seg_test.c的Makefile文件；其中CC=/opt/arm-linux/bin/arm-linux-gcc为交叉编译工具所在的路径位置，INCLUDEDIR=/opt/arm-linux/arm-linux/include为头文件所在的路径
CC=/opt/arm-linux/bin/arm-linux-gcc
INCLUDEDIR=/opt/arm-linux/arm-linux/include
CFLAGS=-I..-I$（INCLUDEDIR）
TARGET_TEST=seg_test
OBJ_TEST=$（TARGET_TEST）
SOURCE_TEST=$（TARGET_TEST）.c
ALL:
$（CC）$（CFLAGS）-o$（OBJ_TEST）$（SOURCE_TEST）
clean:
rm-rf$（OBJ_TEST）
第6步：
运行make命令对seg_test.c源代码进行编译，用ls命令查看编译后的结果，利用file命令查看seg_test文件的格式，应为ARM格式的ELF文件。
第7步：
在Linux操作系统下输入minicom，配置串口参数，然后打开EELiod目标平台电源，平台启动后，按CTRL+A，然后按Z，启动串口命令界面，按S键，选择zmodem传输方式；按回车
第8步：
选择PC平台中驱动模块文件xsb_seg.ko和驱动测试文件seg_test，并按回车键。
下载选中的文件，文件下载完毕后按ESC键，退出串口传输，返回目标平台界面。
第9步：
在目标平台终端利用mknod命令建立设备文件节点；并利用insmod命令动态加载驱动模块，同时利用lsmod命令查看驱动模块的加载情况，
第10步：
在目标平台终端运行八段数码驱动测试程序seg_test，在平台终端将显示驱动测试程序菜单。
第11步：
在平台终端显示驱动测试程序菜单输入提示输入数字“0”。
驱动测试程序将通过open函数打开设备文件，同时内核调用驱动程序的xxx_open函数，在平台终端可以查看驱动和测试程序调试输出信息。
第12步：
在平台终端显示驱动测试程序菜单输入提示分别输入数字“1”、“2”、“3”、“4”，查看平台4个7段数码管的显示情况，并分析测试程序通过调用什么函数与驱动进行通信？
第13步：
在平台终端显示驱动测试程序菜单输入提示分别输入数字“5”、查看平台4个7段数码管的显示情况，并分析测试程序通过调用什么函数与驱动进行通信？
第14步：
在平台终端显示驱动测试程序菜单输入提示分别英文字符“C”或“c”，然后再输入“1～5”任何数字，查看测试程序的输出情况，并分析测试程序通过调用什么函数与驱动进行通信？
第15步：
在平台终端显示驱动测试程序菜单输入提示分别英文字符“X”或“x”，退出测试程序。
第16步：
在平台终端输入dmesg命令，查看驱动程序在加载和测试过程中输出消息，并分析驱动代码，查看输出信息。
4、实验总结
在做本次实验过程中，遇到很多问题，例如是pc机跟XSBase270实验开发箱的连接问题，把bootloader烧写到实验箱等等问题，在同学或网上找资料的帮助下，一步一步的把问题慢慢的解决，从而成功的把本次实验做好。
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