Linux 驱动开发基础知识——认识LED驱动程序 （二）

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文章介绍：

本篇文章对Linux 驱动开发基础知识学习的相关知识进行分享！

当我们学习C 语言的时候，我们会写个 Hello 程序。 那当我们写 ARM 程序，也该有一个简单的程序引领我们入门，这个程序就是点亮 LED。

如果您觉得文章不错，期待你的一键三连哦，你的鼓励是我创作动力的源泉，让我们一起加油，一起奔跑，让我们顶峰相见！！！

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一、硬件知识_LED 原理图

我们怎样去点亮一个 LED 呢？分为三步：

        第1步 看原理图，确定控制 LED 的引脚;

        第2步 看主芯片的芯片手册，确定如何设置控制这个引脚;

        第3步 写程序;

原理图

LED 样子有很多种，像插脚的，贴片的。

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        它们长得完全不一样，因此我们在原理图中将它抽象出来。

        点亮 LED 需要通电源，同时为了保护 LED，加个电阻减小电流。

        控制 LED 灯的亮灭，可以手动开关 LED，但在电子系统中，不可能让人来控制开关，通过编程，利用芯片的引脚去控制开关。 

​

LED 的驱动方式，常见的有四种。

(1)使用引脚输出 3.3V 点亮 LED，输出 0V 熄灭 LED。

(2)使用引脚拉低到 0V 点亮 LED，输出 3.3V 熄灭 LED。

(3)有的芯片为了省电等原因，其引脚驱动能力不足，这时可以使用三极管驱动。

(4)使用引脚输出 1.2V 点亮 LED，输出 0V 熄灭 LED。 使用引脚输出 0V 点亮 LED，输出 1.2V 熄灭 LED。 

​

        由此，主芯片引脚输出高电平/低电平，即可改变 LED 状态，而无需关注 GPIO 引脚输出的是 3.3V 还是 1.2V。所以简称输出 1 或 0： 

逻辑 1-->高电平          逻辑 0-->低电平

​

二、普适的 GPIO 引脚操作方法 

GPIO: General-purpose input/output，通用的输入输出口

1.GPIO 模块一般结构

有多组 GPIO，每组有多个 GPIO

使能：电源/时钟

模式(Mode)：引脚可用于 GPIO 或其他功能

方向：引脚 Mode 设置为 GPIO 时，可以继续设置它是输出引脚，还是输入引脚

数值：

        对于输出引脚，可以设置寄存器让它输出高、低电平

        对于输入引脚，可以读取寄存器得到引脚的当前电平

2.GPIO 寄存器操作

芯片手册一般有相关章节，用来介绍：power/clock

        可以设置对应寄存器使能某个 GPIO 模块(Module)

        有些芯片的 GPIO 是没有使能开关的，即它总是使能的

一个引脚可以用于 GPIO、串口、USB 或其他功能

         有对应的寄存器来选择引脚的功能

对于已经设置为 GPIO 功能的引脚，有方向寄存器用来设置它的方向：输出、 输入

对于已经设置为 GPIO 功能的引脚，有数据寄存器用来写、读引脚电平状态 GPIO 寄存器的 2

操作方法：原则：不能影响到其他位

 更高效的办法，对于有些处理器有设置和清除寄存器

（1）直接读写：读出、修改对应位、写入

        要设置 bit n：

val = data_reg;
val = val | (1<

        要清除 bit n： 

val = data_reg;
val = val & ~(1<

 （2）set-and-clear protocol：

set_reg, clr_reg, data_reg 三个寄存器对应的是同一个物理寄存器

              a) 要设置 bit n：set_reg = (1<

              b) 要清除 bit n:   clr_reg = (1<

三、具体单板的 GPIO 操作方法

1.IMX6ULL 的 GPIO 操作方法

2. IMX6ULL 的 GPIO 模块结构

        有 5 组 GPIO（GPIO1～GPIO5），每组引脚最多有 32 个，但是可能实际上并没有那么多。

        GPIO1 有 32 个引脚：GPIO1_IO0~GPIO1_IO31；

        GPIO2 有 22 个引脚：GPIO2_IO0~GPIO2_IO21；

        GPIO3 有 29 个引脚：GPIO3_IO0~GPIO3_IO28；

        GPIO4 有 29 个引脚：GPIO4_IO0~GPIO4_IO28；

        GPIO5 有 12 个引脚：GPIO5_IO0~GPIO5_IO11；

GPIO 的控制涉及 4 大模块：CCM、IOMUXC、GPIO、模块本身

（1）CCM 用于设置是否向 GPIO 模块提供时钟 

        GPIOx 要用 CCM_CCGRy 寄存器中的 2 位来决定该组 GPIO 是否使能。哪组 GPIO 用哪个 CCM_CCGR寄存器来设置，请看上图红框部分，CCM_CCGR 寄存器中某 2 位的取值含义如下：

00：该 GPIO 模块全程被关闭

01：该 GPIO 模块在 CPU run mode 情况下是使能的；在 WAIT 或 STOP 模式下，关闭

10：保留

11：该 GPIO 模块全程使能

GPIO2 时钟控制： 

 GPIO1、GPIO5 时钟控制：

 GPIO3 时钟控制：

GPIO4 时钟控制： 

（2）IOMUXC：引脚的模式(Mode、功能) 

对于某个/某组引脚，IOMUXC 中有 2 个寄存器用来设置它：

 1).选择功能：

        a) IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_ <PADNAME>：Mux pad xxx，选择某个 pad 的功能

        b) IOMUXC_SW_MUX_CTL_GRP_<GROUP NAME>：Mux grp xxx，选择某组引脚的功能

        某个引脚，或是某组预设的引脚，都有 8 个可选的模式(alternate (ALT) MUX_MODE)

 2）设置上下拉电阻等参数

a) IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_<PAD_NAME>：pad pad xxx，设置某个 pad 的参数

b) IOMUXC_SW_PAD_CTL_GRP_<GROUP NAME>：pad grp xxx，设置某组引脚的参数

 

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