Linux驱动开发基础(有源蜂鸣器模块)
目录
1.蜂鸣器简介
2.硬件设计
3.示例代码
3.1 修改设备树
3.2 驱动程序
3.3 应用程序
3.4 Makefile
3.5 编译与运行
1.蜂鸣器简介
有源蜂鸣器：内部自带振荡源，将正负极接上直流电压即可持续发声，频率固定
无源蜂鸣器：内部不带振荡源，需要控制器提供振荡脉冲才可发声，调整提供振荡脉冲的频率，可发出不同频率的声音
2.硬件设计
原理图：
3.示例代码
3.1 修改设备树
在根节点下新增子节点：
mybuzzer {
compatible = "mybuzzer,buzzer";
gpios = <&gpio4 22 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
};
3.2 驱动程序
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/miscdevice.h>
#include <linux/major.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/proc_fs.h>
#include <linux/seq_file.h>
#include <linux/stat.h>
#include <linux/device.h>
#include <linux/tty.h>
#include <linux/kmod.h>
#include <linux/gfp.h>
#include <linux/gpio/consumer.h>
#include <linux/platform_device.h>
#include <linux/of_gpio.h>
#include <linux/of_irq.h>
#include <linux/interrupt.h>
#include <linux/irq.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/fcntl.h>
#include <linux/kdev_t.h>
// 主设备号
static int major = 0;
// 设备类指针
static struct class *buzzer_class;
// GPIO描述符指针
static struct gpio_desc *buzzer_pin;
// buzzer_write函数，用于向设备写入数据以控制蜂鸣器开关
ssize_t buzzer_write(struct file *file, const char __user *buf, size_t size, loff_t *offset)
{
int err;
unsigned char ker_buf;
// 从用户空间读取数据到内核空间
err = copy_from_user(&ker_buf, buf, 1);
if (size!= 1)
return -EINVAL;
// 检查GPIO描述符是否有效
if (!buzzer_pin) {
printk(KERN_ERR "buzzer_pin is NULL!\n");
return -EINVAL;
}
// 根据传入的数据设置蜂鸣器引脚的电平，假设传入1开启蜂鸣器，传入0关闭蜂鸣器
if (ker_buf == 1) {
gpiod_set_value(buzzer_pin, 0);
} else if (ker_buf == 0) {
gpiod_set_value(buzzer_pin, 1);
} else {
return -EINVAL;
}
return 1;
}
// 定义文件操作结构体
static struct file_operations buzzer_opes = {
.owner = THIS_MODULE,
.write = buzzer_write,
};
// buzzer_probe函数，在设备探测时被调用
int buzzer_probe(struct platform_device *pdev)
{
// 获取GPIO引脚描述符，检查返回值是否为NULL，确保获取成功
buzzer_pin = gpiod_get(&pdev->dev, NULL, GPIOD_OUT_HIGH);
// 创建设备类，检查返回值确保创建成功
buzzer_class = class_create(THIS_MODULE, "buzzer_class");
// 注册字符设备，获取主设备号并检查返回值确保注册成功
major = register_chrdev(0, "mybuzzer", &buzzer_opes);
// 创建设备节点
device_create(buzzer_class, NULL, MKDEV(major, 0), NULL, "mybuzzer");
return 0;
}
// buzzer_remove函数，在设备移除时被调用
int buzzer_remove(struct platform_device *pdev)
{
// 删除设备节点
device_destroy(buzzer_class, MKDEV(major, 0));
// 释放GPIO引脚描述符
gpio_free(buzzer_pin);
// 销毁设备类
class_destroy(buzzer_class);
// 注销字符设备
unregister_chrdev(major, "mybuzzer");
return 0;
}
// 定义设备ID表
static struct of_device_id mybuzzer[] = {
{.compatible = "mybuzzer,buzzer"},
{},
};
// 定义平台驱动结构体
static struct platform_driver buzzer_dri = {
.probe = buzzer_probe,
.remove = buzzer_remove,
.driver = {
.name = "mybuzzer,buzzer",
.of_match_table = mybuzzer,
}
};
// 模块初始化函数
static int __init buzzer_init(void)
{
int err;
// 注册平台驱动，检查返回值确保注册成功
err = platform_driver_register(&buzzer_dri);
if (err < 0) {
printk(KERN_ERR "Failed to register platform driver for buzzer: %d\n", err);
return err;
}
return 0;
}
// 模块退出函数
static void __exit buzzer_exit(void)
{
// 注销平台驱动
platform_driver_unregister(&buzzer_dri);
// 注销字符设备
unregister_chrdev(major, "mybuzzer");
// 销毁设备类
class_destroy(buzzer_class);
}
MODULE_LICENSE("GPL");
module_init(buzzer_init);
module_exit(buzzer_exit);
3.3 应用程序
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define BUZZER_Device "/dev/mybuzzer"
int main(int argc, char **argv)
{
int fd;
char buf;
int ret;
/* 1. 判断参数 */
if (argc < 2)
{
printf("Usage: %s [on | off]\n", argv[0]);
return -1;
}
/* 2. 打开文件 */
fd = open(BUZZER_Device, O_RDWR);
if (fd < 0)
{
printf("can not open buzzer_device\n");
return -1;
}
if (argc == 2)
{
if (strcmp(argv[1], "on") == 0)
{
buf = 1;
}
else
{
buf = 0;
}
ret = write(fd, &buf, 1);
if (ret < 0)
{
printf("Failed to write to buzzer device\n");
close(fd);
return -1;
}
}
close(fd);
return 0;
}
3.4 Makefile
# 1. 使用不同的开发板内核时, 一定要修改KERN_DIR
# 2. KERN_DIR中的内核要事先配置、编译, 为了能编译内核, 要先设置下列环境变量:
# 2.1 ARCH, 比如: export ARCH=arm64
# 2.2 CROSS_COMPILE, 比如: export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
# 2.3 PATH, 比如: export PATH=$PATH:/home/book/100ask_roc-rk3399-pc/ToolChain-6.3.1/gcc-linaro-6.3.1-2017.05-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin
# 注意: 不同的开发板不同的编译器上述3个环境变量不一定相同,
# 请参考各开发板的高级用户使用手册
KERN_DIR = /home/book/100ask_imx6ull-sdk/Linux-4.9.88 # 板子所用内核源码的目录
all:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules
$(CROSS_COMPILE)gcc -o buzzer_test buzzer_test.c
clean:
make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
rm -rf modules.order buzzer_test
# 参考内核源码drivers/char/ipmi/Makefile
# 要想把a.c, b.c编译成ab.ko, 可以这样指定:
# ab-y := a.o b.o
# obj-m += ab.o
obj-m += buzzer_drv.o3.5 编译与运行
1.编译
2.将可执行程序和.ko文件传送到开发板上
3.转载驱动并查看驱动
4. 运行程序
./buzzer_test on // 开启蜂鸣器
./buzzer_test off // 关闭蜂鸣器