按键开关和LED驱动编程 ——061180118 郁敏 一. 实验目的 了解FR-V400.docx

按键开关和LED驱动编程 061180118 郁敏一. 实验目的 了解FR-V400嵌入式系统板上按键和LED的资源配置 进一步掌握嵌入式系统中驱动模块的编写与使用二. 实验仪器计算机 FRV实验板三. 实验内容与要求1根据现有的按键驱动，设计实验方案，确定按键和对应键值的关系；2 根据资料给出的资源配置，参考现有的驱动程序，独立编写驱动模块。用insmod加载，实现简单的按键读取和LED显示功能。四.实验设计实验中的过程主要有：修改内核文件 编译内核 原有程序控制LCD 控制LED 内核程序 键值关系从系统中找出FRV源码目录下的driver/char/switch.c并做参考，由于同时switch.c又调用了switch.h，一并查看。由实验手册上查到，由于操作系统内核中有LED定时刷新功能，因此在用户程序使用LED时，会被内核干扰。为了用户程序能控制LED，必须修改源码。到linux/arch/frvnommu/platform/fr400pdk2-board/led.c,查看led.c的有关内容，发现这是让LED在系统启动后从有往左的闪烁，将其中的“ #define ON_HEARTBEAT ”注释掉，此文件就不会被include了。然后重新编译内核，与第一次实验的内容一样，先配置内核，然后编译，生成dev等。最后有linuxromrd.mhx生成，这是要用的。将linuxromrd.mhx放入tftpboot中，用redboot传入实验板上并加载启动，配置好实验板的IP地址，将计算机的/opt目录挂载到/mnt下。这样实验的准备工作就完成了。为了能够通过按键控制LED，必须找到按键在FPGA的对应关系。在实验手册上没有找到键值，所以只能编写程序来测。程序为：int main()int fd,key;fd =open(keyled,O_RDONLY);if(fd0x7bff SW70x77ff SW80x6fff SW90x5fff SW100x3fffSW4up0x7e7f SW4press0x7dff SW4down0x7f9f SW6up0x7ff3SW6pres 0x7fef SW6down0x7ffc则可以把这些键值依次定义SW5等，在用户程序中应用switch函数来分辨。程序的编写：通过阅读switch.c和switch,h，发现与控制LED有关的语句#defineFPGA_SW_IOC_MAGIC0xdc#defineFPGA_SW_READ_IOR(FPGA_SW_IOC_MAGIC, 0, int)#defineFPGA_PUSW_READ_IOR(FPGA_SW_IOC_MAGIC, 1, int)是读键值和控制LED的语句。所以在内核程序中改成#defineFPGA_READ_IOR(FPGA_SW_IOC,0,int)#defineFPGA_CTL_IOW(FPGA_SW_IOC,1,int)在用户程序与内核通信的时候来执行其中的一条。即当在用户程序中出现ioctl(fd,FPGA_READ,&key);ioctl(fd,FPGA_CTL,0xff)；时，调用内核中的static int keyled_ioctl(struct inode *inode,struct file *file,unsigned int cmd ,unsigned long arg)switch(cmd)case FPGA_READ:*(int*) arg=*SW_ADDR;break;case FPGA_CTL:*LED_ADDR=arg;break;default:break;当ioctl(fd,FPGA_READ,&key)时，按照switch语句，*(int*) arg=*SW_ADDR，即将键值赋给key，这样就能依照key的值来判断所按下的键是哪个了。其中的SW_ADDR和LED_ADDR由查FRV的FPGA内部寄存器映射表可以得到为#defineLED_ADDR(volatile unsigned short *)0x20000022#defineSW_ADDR(volatile unsigned short *)0x20000028其中用户程序中的函数和内核程序的函数有如下对应关系：static struct file_operations fops= open:keyled_open,release:keyled_release,ioctl:keyled_ioctl,;再在内核程序中假如必要的内核的启动和释放模块，还有与用户程序的open、close对应的keyled_open、keyled_close函数，内核就基本上编写完了。用户程序中，主要有字符设备的打开和关闭，LED的控制这三个部分。打开：fd =open(keyled,O_RDONLY);关闭：close(fd);控制：ioctl(fd,FPGA_SWITCH_READ,&key);switch (key)case SW5:ioctl(fd,FPGA_LED,0xff);break;case SW7:ioctl(fd,FPGA_LED,0xfe);break;case SW8: ioctl(fd,FPGA_LED,0xfd);break;case SW9: ioctl(fd,FPGA_LED,0xfc);break;case SW10: ioctl(fd,FPGA_LED,0xfb);break;case SW4up: ioctl(fd,FPGA_LED,0xfa);break;case SW4press: ioctl(fd,FPGA_LED,0xf9);break;case SWdown: ioctl(fd,FPGA_LED,0xf8);break;case SWup: ioctl(fd,FPGA_LED,0xf7);break;case SWpress: ioctl(fd,FPGA_LED,0xf6);break;case SWdown: ioctl(fd,FPGA_LED,0xf5);break;default:printf(No key is pressed!n);break;发现在控制LED时，0xff为1111111111111111（16个1）这样理论上就可以控制实验板上的15个LED，不过试下来，发现只能控制左边的7个灯。当0xff时灯都亮；当0xfe时最左边的灯不亮；;故而设从左边开始算不亮的灯为1，则可以得出以下规律0xff=0,0xfe=1,0xfd=2,0xf5=10。基本的控制LED的程序就此实现。不过考虑到在之前的实验中实现过控制屏幕，所以设想在控制LED的同时也控制LCD，让屏幕上也显示出图形来。这要加入控制LCD的程序，在用户程序中调用它，再一起编译就行了。在用户程序中加入我的启动屏幕的子程序start()，在控制LED的指令后面加上case SW5:ioctl(fd,FPGA_LED,0xff);num(0);break;case SW7:ioctl(fd,FPGA_LED,0xfe);num(1);break;如此，在LED显示我定义的0(1,2,3,4,)时，屏幕上也会显示0(1,2,3,4,)。在内核程序和用户程序都编好后，就是编译这个步骤了。我所编的这两个程序是在实验板上运行的，故而需要交叉编译来实现。对于用户程序的交叉编译，有指令frv400-flt-gcc -o app app.c，而对于内核程序的交叉编译，则有frv-elf-gcc -mcpu=fr400 -DMODULE -D_KERNEL_ -G 0 -msoft-float -D_linux_ -c kern.c -o kern.o -I /usr/local/frv-linux/frv-axlinux/include因为这条指令很长，且极容易在键入的时候按错键，