原创 一、LED子系统框架分析

2023-4-1 21:43 1469 11 11 分类: MCU/ 嵌入式 文集: LED子系统
1、前言

我们学习嵌入式,无论是C51STM32或者是ARM,都是从点灯开始的,点灯在嵌入式中的地位等同于Hello World在各大语言中的地位!

虽然LED功能简单,但是其麻雀虽小,五脏俱全,在学习Linux驱动开发的过程中,学习LED子系统,往往也能够起到牵一发而动全身的作用,也更有益于大家熟悉驱动开发的框架!

 

2、LED裸机处理

我们在学习Linux驱动框架的时候,第一步要做的就是去掉子系统的面纱,先弄明白裸机处理的流程!

image-20230328063034205

有嵌入式经验的朋友,对LED的裸机在清楚不过了,上面是LED的硬件电路,通常一端接到VCC,一端接到GPIO,当GPIO拉低时,LED亮;当GPIO拉高时,LED灭。

在这里裸机我们不过多了解了,目的在于窥探LED子系统

 

3、LED子系统框架

框架是什么?

框架是一个规范,为我们开发者增加限制的同时,也是为了更好的开发新的程序,新的功能,其目的主要是:将不变的成分剥离开来,固化进框架,让开发者做最少的事情!

框架所处的位置,正如上图所示,由下往上看:

  • Hardware:我们的硬件设备,指的是LED

  • 硬件驱动层:是直接操作硬件的实现,用于驱动硬件,实现相应的功能,并且将硬件设备注册进框架之中。

  • 核心层:将LED进行统一管理,向下提供注册接口,向上提供统一访问接口,方便用户访问

  • 用户层:用户通过指定的文件节点,能够直接控制LED的亮灭。

 

4、LED子系统目录结构及核心文件

了解完LED子系统框架之后,我们来分析一下其相关的目录结构!

ketnel
│   └── driver
│   │   └── leds
│   │   │   ├── Makefile
│   │   │   ├── led-core.c
│   │   │   ├── led-gpio.c
│   │   │   ├── led-class.c
│   │   │   ├── led-triggers.c
│   │   │   ├── ......
│   │   │   └── trigger
│   │   │   │   ├── ledtrig-cpu.c
│   │   │   │   ├── ledtrig-heartbeat.c
│   │   │   │   ├── .......

上面即为LED子系统的目录结构,其主要核心文件有:

  • led-gpio.c:直接控制硬件设备,并且将其硬件设备注册进入LED驱动框架

  • led-core.c:核心层实现,抽象软件实现的相关功能,如闪烁,亮度设置等等,并管理LED设备

  • led-class.c:定义用户访问的相关接口

  • led-triggers.cLED出发功能的抽象

  • ledtrig-cpu.c:将LED作为CPU

  • ledtrig-heartbeat.c:将LED作为心跳灯

 

5、sysfs目录结构

在上面,我们了解了LinuxLED子系统相关的几个重要文件,那么该子系统在嵌入式设备的sysfs中的具体表现又是如何的呢?

5.1 确保LED子系统打开

我们如果在内核中打开了LED子系统目录下的Makefile文件,也就是kernel/drivers/leds/Makefile,我们看到

# SPDX-License-Identifier: GPL-2.0

# LED Core
obj-$(CONFIG_NEW_LEDS) += led-core.o
obj-$(CONFIG_LEDS_CLASS) += led-class.o
obj-$(CONFIG_LEDS_CLASS_FLASH) += led-class-flash.o
obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGERS) += led-triggers.o

......

我们必须在内核的配置中,通过 make menuconfig打开LED的相关配置,才支持LED相关功能。

 

5.2 查看sysfs文件结构

我们在开发板中输入ls /sys/class/leds/可以查看LED子系统生成的文件信息

/sys/class/leds下的目录对应的LED灯设备
cpu开发板的心跳灯
redPro开发板RGB灯的红色
greenPro开发板RGB灯的绿色
bluePro开发板RGB灯的蓝色
mmc0:SD卡指示灯(出厂镜像默认没有启用)

根据打开配置的不同,生成不同的文件节点

 

查看一下CPU节点的信息

#在开发板上有cpu目录,可在开发板上执行如下命令查看
ls /sys/class/leds/cpu

未找到图片03|

相关属性文件有:brightnessmax_brightnesstrigger

  • max_brightness文件:表示LED灯的最大亮度值。

  • brightness文件:表示当前LED灯的亮度值,它的可取 值范围为[0~max_brightness],一些LED设备不支持多级亮度,直接以非0值来 表示LED为点亮状态,0值表示灭状态。

  • trigger文件:则指示了LED灯的触发方式,查看该文件的内容时,该文件会 列出它的所有可用触方式,而当前使用的触发方式会以“[]”符号括起。

常见的触 发方式如下表所示:

触发方式说明
none无触发方式
disk-activity硬盘活动
nand-disknand flash活动
mtdmtd设备活动
timer定时器
heartbeat系统心跳

writing , waiting …

img


作者: _嵌入式艺术_, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-4040659.html

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