第一个程序，让你的板子唱国歌(败笔)
虽然是败笔，但是文中基本上介绍了一个小应用实现及问题分析的全过程，希望能够对你有帮助，大胆贴出！毕竟这篇文章写了好久。。。额，写文章的人伤不起啊伤不起。。。
学生时代总会有这么一句笑话：“XXX！去，给我蹲政教处门口唱国歌！”
一直在思索第一个例子用什么，才能引起学生的兴趣，点亮板子的LED？貌似很无聊啊，你也不能拿着给同学炫耀，毫无吸引力，那么就索性用这个例子吧，顺便也抒发一下我对祖国的热爱。让我们的板子唱起国歌来！
前记：在这篇文章之前，我并没有做过类似的实验，所以我们站在同一个起跑线上，千万不要抱怨别人比你厉害是因为他比你聪明。如果试验成功，板子真的这么唱歌了，像我这么笨的人都做到了，你没有理由做不到，这篇文章让你找回自信。
首先要贴出来一篇参考文章，是基于C51的唱国歌的例子，做人要实在，我不想把它说成是我原创的，因为我也没学过C51，呵呵，但是我会举一反三。因为ARM板裸奔跟写C51的程序差不多，虽然扼杀了它的处理能力(本该是跑系统的)，但是要练习对硬件的操控能力和做接口实验，这些是必须的。下边是文章内容：
蜂鸣器使用在很多的场合，他一般用来发出报警或者提示的声音，是一种常用的电子器件，这里我给大家 简单的介绍一下用单片机驱动蜂鸣器的方法， 蜂鸣器有二种 1.本身带有驱动电路， 5v,9v,12v 超电压使用， 分 声音沙哑失真。2.象 call 机，喇叭一样，用软件驱动。频率控制音调，时间控制音量大小，第一种蜂鸣器 一般都有一个固定的频率参数也就是他他发出的声音是不能变化的，就象食堂用的打卡器一样，卡一贴近 就发出都的一声。第 2 种就不同了用单片机驱动第 2 种蜂鸣器后还可以使他演 奏出美妙的音乐，我们只需 要用简单的程序就可以控制单蜂鸣器所奏的频率，也就控制了音调。
c51程序实例： 单片机驱动蜂鸣器演奏中华人民共和国国歌的前 4 节的 c51 程序：
#include <REG52.h>
sbit BUZ=P2^6; //蜂鸣器接单片机的p2.6 电路很简单。
unsigned int hzs[]={131,147,165,175,196,220,247,262,294,330,349,392,440,494,523,587,659,698,784,880,988,1047,1175,131 9,1397,1568,1760,1976};//标准音调频率
char dots[]={8,28,10,12,12,13,28,28,12,28,10,28,8,12,12,12,10,28,28,8,28,5,5,5,5,5,5,8,'#'};//频率控制数组
void delay(unsigned int u) //延时
{
while(u--);
}
void play_hz(unsigned int u) {
unsigned int i=u;
while(i--){
BUZ=0;
BUZ=1;
delay(18432/u-24);
}
}
void play_sound(int i) {
if(i<28)
play_hz(hzs[i-1]);
else
delay(500); }
void main(void) //主程序开始
{
while(1){
int i=0;
while(dots[i]!='#')
play_sound(dots[i++]);
delay(20000);
}
} //播放音乐
音调与频率的关系：
C:261.6256
D:293.6648
E:329.6276
F:349.2282
G:391.9954
A:440
B:493.8833
每个 8 度频率加倍，如 A 的高 8 度是 880HZ,再高 8 度是 1760HZ。 反之，A 的低 8 度是 220HZ，再低 8 度是 110HZ。
完文章，我们来做ARM下的实现：
我想当你看完文章，应该有些思路了吧，不知道我们的思路一样不一样，也不知道这个实验可否成功，让我们一起去探索一下》》》》》》
我的思路是这样的：蜂鸣器的控制应该和LED的控制是一样的，根据电路设计，在对应的控制寄存器中的对应控制位写1(或者0)他就唱，相反，他就不唱。而不同的音调就是通过频率来控制的，而频率就是一个动作周期性变化的次数，上边的程序已经写得非常到位，简洁有力，通过while循环和时延控制频率。理论上我们只用作少量改动就可以使用。而这些改动就要看我们自己的板子的设计了，我的是TQ2440，虽不知你的是不是，但是只要你可以在你的板子上迁移成功，证明你已经提升了，OK，here we go。
先看一下TQ2440 的 buzzer相关的电路(在TQ2440底板原理图里)：
我们看到了只有一条接入的控制线 TOUT0 ，让我们到S3C2440的针脚中找找它去》》》》》》(在TQ2440_V2核心板原理图.pdf中，直接ctrl+F搜索一下)
我们看到TOUT0和GPB0是共用一个针脚的，就是可以通过GPIO接口来控制这个针脚输出高低电平，从而控制Buzzer的声响和声调，咱们现在就去S3C2440的datasheet里探寻一下这个针脚的控制信息》》》》》
图中我标出了一些信息，这里有GPBCON，故名思意，CON就是configuration的意思，起到针脚的配置作用，这里还有GPBCON的地址信息。GPBDAT 就是用来控制针脚输出的高低电平的。而在最下边GPB0占用的只是GPBCON的0位和1位[1:0]，而当这两位是10时，该阵脚就是TOUT0。Ok，基本上明白了吧，我们以上边的代码为基础，进行简单更改，下边是我改后的代码：
主要逻辑：beep.c
#define GPBCON (*(volatile unsigned long*)0x56000010)
#define GPBDAT (*(volatile unsigned long*)0x56000014)
/* 标准音调频率 */
unsigned int hzs[]={131,147,165,175,1 96,220,247,262,294,330,349,392,440,494,523,587,659,698,784,880,988,1047,1175,1319,1397,1568,1760,1976};
/*频率控制数组*/
char dots[]={8,28,10,12,12,13,28,28,12,28,10,28,8,12,12,12,10,28,28,8,28,5,5,5,5,5,5,8,'#'};
/*延时*/
void delay(unsigned int u)
{
while(u--);
}
void play_hz(unsigned int u)
{
unsigned int i=u;
while(i--){
GPBDAT &= ~(1);
GPBDAT &= ~(0);
delay(18432/u-24);
}
}
void play_sound(int i)
{
if(i<28)
play_hz(hzs[i-1]);
else
delay(500);
}
int main(){
GPBCON = (1<<1);
while(1){
int i=0;
while(dots[i]!='#')
play_sound(dots[i++]);
delay(20000);
}
return 0;
}
hard_init.S — 完成硬件初始化，关闭看门狗、初始化堆栈、调用main等的工作：
/*这个文件是写裸机程序都要用到的，所以可以保留，以后的裸机程序都可以专注在C语言部分了，不过我没打算写多少裸机实验，因为我们的目标是Linux*/
@******************************* @ File:hard_init.S @ 功能：通过该程序转入C程序 @ @ author：Jun 2011-7-20 @******************************* .text .global _start _start: ldr r0,=0x53000000 @ WATCHDOG 寄存器地址 mov r1,#0x0 str r1,[r0] ldr sp,=1024*4 @ 设置堆栈，注意不能大于4K，因为现在可用的内存只有4K，是片内的4K SRAM bl main halt_loop: b halt_loop
Makefile /*Makefile是参照的嵌入式Linux应用开发完全手册的编译选项，带有反编译的汇编文件，有助于调试和分析*/
beemp.bin:hard_init.S beemp.c arm-linux-gcc -g -c -o hard_init.o hard_init.S arm-linux-gcc -g -c -o beemp.o beemp.c arm-linux-ld -Ttext 0x0000000 -g hard_init.o beemp.o -o beemp_elf arm-linux-objcopy -O binary -S beemp_elf beemp.bin arm-linux-objdump -D -m arm beemp_elf > beemp.dis clean: rm -f beemp.dis beemp.bin beemp_elf *.o
好的，我们放在/home/jun/arm/ext0/下，然后make。。。。
》》beemp.c:5: error:expected '}' before numeric constant
额，是语法错误，数组中的数误加了一个空格，悲剧，重新编译：
》》/home/jun/arm/ext0/beemp.c:23:undefined reference to `__aeabi_uidiv'
额，经过一番查询，发现arm和 arm-linux –gcc 不支持浮点除法，很纠结啊，要自己实现除法，真蛋疼啊。然后用位移实现除法后代码为：
#define GPBCON (*(volatile unsigned long*)0x56000010)
#define GPBDAT (*(volatile unsigned long*)0x56000014)
/* 标准音调频率 */
unsigned int hzs[]={131,147,165,175,196,220,247,262,294,330,349,392,440,494,523,587,659,698,784,880,988,1047,1175,1319,1397,1568,1760,1976};
/*频率控制数组*/
char dots[]={8,28,10,12,12,13,28,28,12,28,10,28,8,12,12,12,10,28,28,8,28,5,5,5,5,5,5,8,'#'};
/*延时*/
void delay(unsigned int u)
{
while(u--);
}
unsigned int div(unsigned int a,unsigned int b) /*除法的简单唯一实现，不是精确值*/
{
b = b >> 1;
a = a >> b;
return a;
}
void play_hz(unsigned int u)
{
unsigned int i=u;
while(i--){
GPBDAT &= ~(1);
GPBDAT &= ~(0);
delay(div(18432,u-24));
}
}
void play_sound(int i)
{
if(i<28)
play_hz(hzs[i-1]);
else
delay(500);
}
int main(){
GPBCON = (1<<1);
while(1){
int i=0;
while(dots[i]!='#')
play_sound(dots[i++]);
delay(20000);
}
return 0;
}
好的，排除了这些错误后，再make一下，又杯具了：
报错：
beemp.o:(.ARM.exidx+0x0): undefined reference to`__aeabi_unwind_cpp_pr0'
beemp.o:(.ARM.exidx+0x10): undefined reference to`__aeabi_unwind_cpp_pr1'
make: *** [beemp.bin] Error 1
这个错误是编译器造成的，原来之前配置的EABI-4.3.3 编译内核跟给力(编译busybox也很给力的)，编译裸机程序就杯具了，真坑爹。只有换编译器了，换编译器容易，安装好办，不过你要把之前安装的EABI-4.3.3时配置的环境注释掉，换成新的编译器的bin目录，两个共存的话肯定会有问题了，就像老师提问张三回答问题，班里却有两个张三，不知道是哪一个。这里附上3.4.5的编译器(【下载地址】/*115网盘下载，如果链接过期请及时留言提醒，我第一时间更新下载链接*/)，直接解压到对应位置，修改环境变了即可，具体方法见前边交叉编译环境配置的文章。
OK，一番周折后，配好新的交叉编译工具，我们重新make一下：
好的，顺利通过，得到了二进制的.bin文件，这个就是我们要的……验证奇迹的时刻到了，我们通过FTP工具把编译好的文件下载到windows下进行烧写;(你可以用sjf2440.exe直接裸板烧写，或者直接用uboot通过DNW下载到nandflash中运行)；这里我通过DNW下载，因为之前没有介绍过这个下载过程，这里顺带的介绍一下：
1、开发板除了接电源线以为，还要接串口线和USB(接板子的host端，标准USB接口端连电脑)
2、用USB传输，还要安装相应的USB驱动，这个在开发板的光盘中可以找到，驱动是直接的驱动文件，在电脑的硬件管理里手动安装就好
3、安装好后，并连接好了开发板，打开SecureCRT，文件----》快速链接----》协议里选“Serial”，波特率115200，其他默认就好，然后，上电，在焦点在SecureCRT上的情况下点下空格键(或者其他按键)，串口输出会停在uboot的菜单项，然后就可以进行下载操作了。/*不过前提是你的板子上已经烧有uboot，这里用的是TQ2440原厂带的uboot，最好把uboot烧到norflash中，norflash比较稳定，较nandflash位反转情况会稳定些，所以一般把bootloader放在norflash，把系统、测试程序、root文件系统放在nandflash，具体烧写uboot过程，用并口通过jtag接口烧写，也可以用jlink，具体做法在各个板子厂商的板子说明文档里应该都有介绍，并且肯定都比我说的专业、详细。我就不再嗷述了*/
4、 我的串口输出截图：
选择a，Download User Program(eg: uCOS-II or TQ2440_Test)。然后等待传输：
然后打开DNW.exe，按图选择你刚通过FTP考到的beep.bin,进行传输：
选择后提示下载到nand成功。
然后重启开发板，从nandflash启动。。。。。。。。
我的启动，我勒个去……一直“嘀~~~~”不对，应该是这样“嘀——”就不间断，更别提频率和声调了。看来只这样傻帽似的用寄存器控制它是不好办的，这个不懂电路和硬件太可怕了，看来这TOUT0的控制还是得用PWM。
额，我太单纯了，单纯的人总会受伤。此实验以失败告终。。。期待下次尝试，就凭着我们的爱国精神，这国歌是必须要唱的。不过好歹还是有些收获的。希望本文没让你失望了(我还是很自信的，哈哈)。
【本文doc文档及源码下载地址】
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