字符设备驱动开发教学课件电子教案.pptx

《字符设备驱动开发教学课件电子教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《字符设备驱动开发教学课件电子教案.pptx（27页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、5.2 字符设备驱动开发Internet+Education Solutions第5章 Linux驱动开发技术5.2 字符设备驱动开发EducationSolutions目录ContentsInternet+中断按键驱动开发ADC设备驱动开发PWM设备驱动开发开发实践8:57 / 4中断按键驱动开发电话铃响看书看书接电话中断概念中断是指微处理器在执行某段程序的过程中，由于某种原因，暂时中止原程序的执行，转去执行相应的处理程序，执行完后再回来继续执行原程序的过程。8:57 / 5中断的响应过程中断按键驱动开发1 中断源发出中断请求。2 判断微处理器是否允许中断，以及该中断源是否被屏蔽。3 优先权

2、排队。4 状态微处理器执行完当前指令或当前指令无法执行完，则立即停止当前程序，保护断点地址和微处理器当前，转入相应的中断服务程序。5 执行中断服务程序。6 恢复被保护的状态，执行中断返回指令回到被中断的程序或转入其他程序。8:57 / 6中断的作用中断按键驱动开发微处理器与外设并行工作，解决了微处理器速度快、外设速度慢的矛盾。实时处理。故障处理。实现人机交互。8:57 / 7Linux中断机制由三部分组成：Linux中断驱动开发 内核自身初始化过程中对中断处理器制初始化，例如中断的数据结构以及中断请求等。中断子系统初始化 中断整体处理过程。中断或异常处理 为设备驱动提供API，例如注册，释放和

3、激活等。中断API8:57 / 8中断子系统初始化Linux中断驱动开发 第一个过程在内核引导过程。 第二个过程内核在初始化自身的start_kernal函数中使用trap_init初始化系统保留中断向量，使用init_IRQ完成其余中断向量初始化。中断描述符表（IDT）初始化 init_IRQ调用pre_intr_init_hook,进而最终调用init_ISA_irqs初始化中断控制器以及每个IRQ线的中断请求队列。中断请求队列初始化8:57 / 9异常处理过程中断控制器处理主要有5个步骤：中断请求 中断相应 优先级比较提交中断向量 中断结束CPU处理流程主要有6个步骤：进入中断或异常服务

4、程序执行。如果是中断则关闭可屏蔽中断 如果是异常将异常代码压入堆栈特权级发生变化，进行堆栈切换 特权检查 通过IDTR寄存器找到IDT 确定中断或异常的中断向量 中断控制器IRQINTRCPUIDT中断服务程序或异常NMI8:57 / 10中断编程函数 int request_irq(unsigned int irq, irq_handler_t handler, unsigned long irqflags, const char *devname, void *dev_id)申请中断函数 void free_irq(unsigned int irq, void *dev_id)释放IRQ8

5、:57 / 11input输入子系统结构USBPS/2SerialIuput CoreKeyboardHanderConsoleSubsystemKeyboardHanderUserspace(/dev/input/mouseX)(/dev/input/mice)JoystickHandlerEventHandlerUserspace(/dev/input/jsX) Userspace(/dev/input/eventX) DriversHanders8:57 / 12input输入子系统上层（输入事件驱动层）中层（输入核心层）下层（输入设备驱动层）8:57 / 13输入子系统相关函数设备注册

6、 int input_register_device(struct input_dev *dev)初始化 set_bit(EV_KEY,button_dev.evbit)报告事件 void input_report_key (struct input_dev *dev, unsigned int code, int value)void input_report_rel (struct input_dev *dev, unsigned int code, int value)void input_report_abs (struct input_dev *dev, unsigned int c

7、ode, int value)报告结束 input_sync(input_dev)8:57 / 14ADC接口介绍模/数转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）也称为A/D转换器，是一种能够将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。数字信号输出可能会使用不同的编码结构，通常会使用二进制编码来表示，3位电压转换原理表：8:57 / 15ADC设备驱动开发A/D转换器的信号采样率 模拟信号在时域上是连续的，通过A/D转换器可以将它转换为时间上离散的一系列数字信号。这要求定义有一个参数来表示对模拟信号采样速率，这个采样速率称为转换器的采样率（Sampling R

8、ate）或采样频率（Sampling Frequency）。A/D转换器的分辨率 A/D转换器的分辨率是指使输出数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，常用二进制的位数表示。A/D转换器的转换精度 转换精度是指实际的A/D转换器和理想的A/D转换器的转换误差，绝对精度一般以分辨率为单位给出，相对精度则是绝对精度与满量程的比值。A/D转换器的量化误差 A/D转换器把模拟量转化为数字量后，是用数字量近似表示模拟量的，这个过程称为量化，量化误差是由于ADC的位数有限而引起的误差。8:57 / 16ADC设备驱动开发SAR-ADC设备树配置方法如下lRK3399 SAR-ADC 的DTS节点在kern

9、el/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399.dtsi文件中定义saradc: saradcff100000 compatible = rockchip,rk3399-saradc; reg = ; interrupts = ; #io-channel-cells = ; clocks = , ; clock-names = saradc, apb_pclk; status = disabled;8:57 / 17ADC设备驱动开发l在驱动文件中匹配DTS节点在驱动文件中定义of_device_id结构体数组static const struct of_devi

10、ce_id rockchip_saradc_match = .compatible = rockchip,saradc, .data = &saradc_data, , .compatible = rockchip,rk3066-tsadc, .data = &rk3066_tsadc_data, , .compatible = rockchip,rk3399-saradc, .data = &rk3399_saradc_data, , ,;8:57 / 18ADC设备驱动开发l该结构体数组填充到要使用ADC的platform_driver中static struct platform_dri

11、ver rockchip_saradc_driver = .probe = rockchip_saradc_probe, .remove = rockchip_saradc_remove, .driver = .name = rockchip-saradc, .of_match_table = rockchip_saradc_match, .pm = &rockchip_saradc_pm_ops, ,;8:57 / 19ADC驱动函数说明获取AD通道 iio_channel_get(&pdev-dev, NULL)probe函数 static int XXX_probe(struct pla

12、tform_device *pdev)读取AD采集到的原始数据 iio_read_channel_raw(chan, &val)计算采集到的电压 Vref / (2n-1) = Vresult / raw8:57 / 20ADC接口函数说明获取iio通道描述 struct iio_channel *iio_channel_get(struct device *dev, const char *consumer_channel)释放iio_channel_get函数获取到的通道 void iio_channel_release(struct iio_channel *chan)读取chan通道A

13、D采集的原始数据 Int iio_read_channel_raw(struct iio_channel *chan, int *val)查看SARADC的值 cat /sys/bus/iio/devices/iio:device0/in_voltage*_raw8:57 / 21PWM设备驱动开发PWM（Pulse Width Modulation, PWM）脉冲宽度调制技术，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值），根据设定的周期和占空比从I/O口输出控制信号，一般用来控制LED灯亮度或电机转速。占空比：输出的PWM中，高电平保持的时间与该时钟周期的时间之比。

14、脉冲时间脉冲时间周期8:57 / 22PWM设备驱动开发申请PWM使用 struct pwm_device *pwm_apply(int pwm_id, const char *label);配置PWM的占空比 int pwm_config(struct pwm_device *pwm, int duty_ns, int period_ns)使能PWM 函数 int pwm_enable(struct pwm_device *pwm)禁止pwm void pwm_disable(struct pwm_device *pwm)释放PWM资源 void pwm_free(struct pwm_de

15、vice *pwm)设置PWM输出极性 int pwm_set_polarity(struct pwm_device *pwm, enum pwm_polarity polarity)8:57 / 23内核PWM驱动常见结构体与函数pwm_get/devm_pwm_getstruct pwm_device *of_pwm_getvoid pwm_putstruct pwm_device *devm_pwm_getstruct pwm_device *devm_of_pwm_get8:57 / 24开发实践按键中断驱动程序开发硬件设备图 硬件原理说明KEY8:57 / 25项目实现气体传感器ADC驱动开发硬件设备图 硬件原理说明ADC8:57 / 26项目实现PWM设备驱动开发硬件设备图 硬件原理说明PWMLED8:57 / 27项目思考Linux中断机制由几部分构成，分别有什么作用？input输入子系统的概念？ADC有哪些主要特性？PWM驱动LED与GPIO驱动LED有什么区别？