• iMX287A多种方法实现流水灯效果


    @

    1.流水灯在电子电路中的地位

    记得第一次接触单片机时,还是用的AT89S52单片机,第1个程序就是点亮一个LED,然后再实现LED流水灯的效果。在这个过程中,可以了解整个程序的结构,GPIO的使用,延时的使用等。可以说单片机学习中的点灯,就相当于C语言中的"Hello World"!好的,我们来看一下在ARM Linux下如何控制GPIO。

    2.硬件电路分析

    点灯的根本是控制LED对应GPIO输出高低电平,那要控制哪个GPIO呢?这就需要查看原理图,看LED是连接到了哪个GPIO管脚。

    iMX287的扩展板AP-283Demo原理图中,LED的驱动电路:
    在这里插入图片描述
    与连接器的连接关系:
    在这里插入图片描述
    这里我们把:4个LED的管脚和J8C的4个管脚使用跳线帽短接起来,即

    J8A_1=LED1 -> J8C_1=IO3.26
    J8A_2=LED2 -> J8C_2=IO3.22
    J8A_3=LED3 -> J8C_3=IO3.20
    J8A_4=LED4 -> J8C_4=IO2.7
    

    即:

    GPIO3_26 = LED1
    GPIO3_22 = LED2
    GPIO3_20 = LED3
    GPIO2_7  = LED4
    

    所以,我们只需要控制这几个GPIO的高低电平,可以控制LED了。

    连接方式:
    在这里插入图片描述

    3.先点个灯吧

    iMX28 系列处理器的 IO 端口分为 7 个 BANK,其中 BANK0~4 具有 GPIO 功能,每个BANK 具有 32 个 I/O。iMX283 部分 BANK 的引脚不支持 GPIO 功能,具体需要参考《IMX28CEC_Datasheet.pdf》手册。在导出 GPIO 功能引脚时,需要先计算 GPIO 引脚的排列序号,其序号计算公式:

    GPIO序号 = Bank * 32 + N
    
    #LED对应的序号
    LED1 -> GPIO3_26 = 3 * 32 + 26 = 122
    LED2 -> GPIO3_22 = 3 * 32 + 22 = 118 
    LED3 -> GPIO3_20 = 3 * 32 + 20 = 116
    LED4 -> GPIO2_7  = 2 * 32 + 7  = 71
    

    串口或SSH登录开发板之后,通过如下过程可导出对应GPIO的功能,以LED1对应的122为例:

    #进入到gpio驱动所在的文件夹
    cd /sys/class/gpio
    
    #生成LED1操作的相关文件
    echo 122 > export
    
    #进入到LED1控制文件夹
    cd gpio122
    
    #设置GPIO为输出方向
    echo out > direction
    
    #查看当前GPIO的输入输出方向
    cat direction
    
    #设置GPIO输出0点亮LED
    echo 0 > value
    
    #查看当前GPIO的输出状态
    cat value
    
    #设置GPIO输出1熄灭LED
    echo 1 > value
    
    #查看当前GPIO的输出状态
    

    在这里,就体现了Linux系统下一切皆文件的含义。
    在这里插入图片描述
    这样,就实现了某个GPIO输出高低电平的目的,其他LED的控制,只需要修改对应的序号即可。

    如果想取消LED1的GPIO功能,可以通过如下命令实现:

    echo 122 > unexport
    

    在这里插入图片描述
    当然,如果是读取输入,如按键等,就设置方向为in输入,通过cat value来读取输入的状态。

    4.shell脚本实现流水灯

    好了,知道了如何实现GPIO的控制,那么如何方便、快捷的执行以上步骤呢?我们这里先介绍一种通过shell脚本的方式控制LED实现流水灯的效果:

    #在home目录新建led_blink.sh脚本文件
    touch led_blink.sh
    
    #输入控制LED实现流水灯效果的代码
    vi led_blink.sh
    

    led_blink.sh的文件内容:

    #!/bin/bash
    
    #LED对应的GPIO
    led1_pin=122
    led2_pin=118
    led3_pin=116
    led4_pin=71
    
    #echo $led1_pin $led2_pin $led3_pin $led4_pin
    
    #GPIO操作文件如果不存在则创建,否则不创建
    for pin in $led1_pin $led2_pin $led3_pin $led4_pin
    do
        #如果文件夹存在
        if [ ! -d "/sys/class/gpio/gpio$pin/" ];
            then
                echo $pin > /sys/class/gpio/export
        else
            echo "$pin dir exist!"
        fi
    done
    
    #GPIO方向设置为输出
    for pin in $led1_pin $led2_pin $led3_pin $led4_pin
    do 
        echo out > /sys/class/gpio/gpio$pin/direction
    done 
    
    #死循环
    while true
    do
        #GPIO输出0/1
        for pin in $led1_pin $led2_pin $led3_pin $led4_pin
        do 
            echo "点亮$pin"
            echo 0 > /sys/class/gpio/gpio$pin/value
            sleep 1
            
            echo "熄灭$pin"
            echo 1 > /sys/class/gpio/gpio$pin/value
        done
    done
    

    保存退出之后,通过如下命令执行这个脚本:

    #添加可执行权限
    chmod +x led_blink.sh
    
    #执行脚本文件
    ./led_blink.sh
    

    然后就可以看到流水灯效果了:
    在这里插入图片描述
    这种方式,没什么高深的技术,就是把之前通过一行一行的命令,转换成了自动化的脚本文件。为了写这种shell脚本,需要学习一些基本的shell语法。下面我们来介绍两种比较通用的方法,通过C语言文件读写的方式来实现流水灯效果。

    5.ANSI C文件操作实现流水灯

    只使用标准ANSI C文件操作来实现流水灯效果。标准C语言操作,常用的函数有
    fopen/fclose/fwrite/fread/fseek等。无论是Linux还是Windows都是通用的。

    /* ANSI C文件操作实现流水灯 By whik */
    
    //包含printf和sleep等
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    
    #define LED1_PIN 122
    #define LED2_PIN 118
    #define LED3_PIN 116
    #define LED4_PIN 71
    
    #define GPIO_PATH "/sys/class/gpio/"
    
    int main(void)
    {
        int led_table[4] = {LED1_PIN, LED2_PIN, LED3_PIN, LED4_PIN};
        char path[100];
        char cmd_export[100];
        int i;
        
        char *str;
        FILE *fp;       //文件指针
        int cnt_w;      //写入的字节数
    
        //判断LED对应的操作文件夹是否存在,不存在自动创建
        for(i = 0; i < 4; i++)
        {
            sprintf(path, "%sgpio%d", GPIO_PATH, led_table[i]); //sys/class/gpio/gpio122
    
            if (!access(path, 0))
                printf("%s 文件夹存在
    ", path);
            else
            {
                printf("%s 文件夹不存在
    ", path);
                sprintf(cmd_export, "echo %d > %sexport", led_table[i], GPIO_PATH);//echo 122 > /sys/class/gpio/export
                system(cmd_export); //执行export命令
    
                if(!access(path, 0))    //访问文件夹,确认创建成功
                    printf("%s 导出成功
    ", path);
                else 
                    return -1;
            }
        }
    
    
        //设置输出方向
        for(i = 0; i < 4; i++)
        {
            sprintf(path, "%sgpio%d/direction", GPIO_PATH, led_table[i]);
            fp = fopen(path, "r+");
            if(fp != NULL)      //打开成功
            {
                printf("%s 打开成功
    ", path);
                cnt_w = fwrite("out", 3, 1, fp);
                if(cnt_w == EOF)
                {
                    printf("方向写入失败
    ");
                    return -1;
                }
                else 
                    printf("方向写入成功
    ");
                fclose(fp);     //文件关闭
            }
            else 
            {
                printf("%s 文件打开失败
    ", path);
                return -1;
            }
        }
    
        //流水灯效果
        while(1)
        {
            for(i = 0; i < 4; i++)
            {
                sprintf(path, "%sgpio%d/value", GPIO_PATH, led_table[i]);
                
                fp = fopen(path, "w+");
                if(fp != NULL)
                {
                    fwrite("0", 1, 1, fp);
                    fseek(fp, 0, SEEK_SET); //重新定位到文件起始
                    printf("%s 写入0
    ", path);
                    sleep(1);
    
                    fwrite("1", 1, 1, fp);
                    printf("%s 写入1
    ", path);
                    fseek(fp, 0, SEEK_SET);
    
                    fclose(fp);
                }
                else 
                {
                    printf("%s 文件打开失败
    ", path);
                }  
            }
        }
    
        return 0;
    }
    

    实现原理和之前的shell脚本也是一样的思路:

    • 先判断LED对应的GPIO操作文件是否导出,如果没有导出则执行导出命令,否则不执行。
    • 循环的方式,依次设置4个LED的方向为输出
    • 循环的方式,控制4个GPIO的输出高低电平,外面是一个死循环

    6.Linux 系统调用实现流水灯

    Linux系统调用,常用的文件IO操作函数有open/close/read/write/lseek/ulink等。函数用法也很简单,和标准C语言用法几乎一样,这里不再介绍。

    /* Linux 系统函数实现流水灯 */
    //涉及到设备操作的,需包含以下头文件
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/stat.h>
    #include <fcntl.h>
    //包含close/read/write/lseek等函数
    #include <unistd.h>
    
    //包含printf/sprintf函数
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    
    #define LED1_PIN 122
    #define LED2_PIN 118
    #define LED3_PIN 116
    #define LED4_PIN 71
    
    #define GPIO_PATH "/sys/class/gpio/"
    
    int main(void)
    {
    
        int led_table[4] = {LED1_PIN, LED2_PIN, LED3_PIN, LED4_PIN};
        char path[100];
        char cmd_export[100];
        int i;
        
        char *str;
        int fd;
        int cnt_w;      //写入的字节数
    
        //判断LED对应的操作文件夹是否存在,不存在自动创建
        for(i = 0; i < 4; i++)
        {
            sprintf(path, "%sgpio%d", GPIO_PATH, led_table[i]); //sys/class/gpio/gpio122
    
            if (!access(path, 0))
                printf("%s 文件夹存在
    ", path);
            else
            {
                printf("%s 文件夹不存在
    ", path);
                sprintf(cmd_export, "echo %d > %sexport", led_table[i], GPIO_PATH);//echo 122 > /sys/class/gpio/export
                system(cmd_export); //执行export命令
    
                if(!access(path, 0))    //访问文件夹,确认创建成功
                    printf("%s 导出成功
    ", path);
                else 
                    return -1;
            }
        }
    
        //设置输出方向
        for(i = 0; i < 4; i++)
        {
            sprintf(path, "%sgpio%d/direction", GPIO_PATH, led_table[i]);
            fd = open(path, O_RDWR);    //linux系统函数,失败返回-1
            if(fd != -1)      //打开成功
            {
                printf("%s 打开成功
    ", path);
                cnt_w = write(fd, "out", 3);    //linux系统函数
                if(cnt_w <= 0)
                {
                    printf("方向写入失败
    ");
                    return -1;
                }
                else 
                    printf("方向写入成功
    ");
                close(fd);     //linux系统函数,成功返回0
            }
            else 
            {
                printf("%s 文件打开失败
    ", path);
                return -1;
            }
        }
    
        //流水灯效果
        while(1)
        {
            for(i = 0; i < 4; i++)
            {
                sprintf(path, "%sgpio%d/value", GPIO_PATH, led_table[i]);
                
                fd = open(path, O_RDWR);    //linux系统函数
                if(fd != -1)
                {
                    write(fd, "0", 1);
                    lseek(fd, 0, SEEK_SET); //重新定位到文件起始
                    printf("%s 写入0
    ", path);
                    sleep(1);
    
                    write(fd, "1", 1);
                    printf("%s 写入1
    ", path);
                    lseek(fd, 0, SEEK_SET);
    
                    close(fd);
                }
                else 
                {
                    printf("%s 文件打开失败
    ", path);
                }  
            }
        }
    
        return 0;
    }
    
    

    实现过程也很简单,就是对文件的读写,Linux下一切皆文件的含义你理解了吗?

    我的公众号:mcu149

  • 相关阅读:
    类和对象
    类和对象1
    常见的子串问题
    常见的算法问题全排列
    第六届蓝桥杯java b组第五题
    第六届蓝桥杯java b组第四题
    第六届蓝桥杯java b组第三题
    第六届蓝桥杯java b组第二题
    第六届蓝桥杯java b组第一题
    第八届蓝桥杯java b组第三题
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/whik/p/12408902.html
Copyright © 2020-2023  润新知