首页 > 编程语言 >OpenHarmony:全流程讲解如何编写GPIO平台驱动以及应用程序

OpenHarmony:全流程讲解如何编写GPIO平台驱动以及应用程序

时间:2023-09-13 10:35:06浏览次数:48  
标签:OpenHarmony 应用程序 uint16 GPIO gpio cntlr 管脚 local

1、案例简介

该程序是基于OpenHarmony标准系统编写的基础外设类:GPIO驱动。

目前已在凌蒙派-RK3568开发板跑通。详细资料请参考官网:https://gitee.com/Lockzhiner-Electronics/lockzhiner-rk3568-openharmony/tree/master/samples/b03_platform_device_gpio

详细资料请参考OpenHarmony官网:

2、基础知识

2.1、GPIO简介

GPIO(General-purpose input/output)即通用型输入输出。通常,GPIO控制器通过分组的方式管理所有GPIO管脚,每组GPIO有一个或多个寄存器与之关联,通过读写寄存器完成对GPIO管脚的操作。

2.2、GPIO平台驱动

GPIO(General-purpose input/output)即通用型输入输出。通常,GPIO控制器通过分组的方式管理所有GPIO管脚,每组GPIO有一个或多个寄存器与之关联,通过读写寄存器完成对GPIO管脚的操作。

GPIO模块各分层作用:

  • 接口层提供操作GPIO管脚的标准方法。
  • 核心层主要提供GPIO管脚资源匹配,GPIO管脚控制器的添加、移除以及管理的能力,通过钩子函数与适配层交互,供芯片厂家快速接入HDF框架。
  • 适配层主要是将钩子函数的功能实例化,实现具体的功能。

GPIO统一服务模式结构图: ::: hljs-center

统一服务模式结构图.png

::: 为了保证上层在调用GPIO接口时能够正确的操作GPIO管脚,核心层在//drivers/hdf_core/framework/support/platform/include/gpio/gpio_core.h中定义了以下钩子函数,驱动适配者需要在适配层实现这些函数的具体功能,并与钩子函数挂接,从而完成适配层与核心层的交互。

GpioMethod定义:

struct GpioMethod {
    int32_t (*request)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local);                 // 【预留】
    int32_t (*release)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local);                 // 【预留】
    int32_t (*write)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local, uint16_t val);
    int32_t (*read)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local, uint16_t *val);
    int32_t (*setDir)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local, uint16_t dir);
    int32_t (*getDir)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local, uint16_t *dir);
    int32_t (*toIrq)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local, uint16_t *irq);    // 【预留】
    int32_t (*setIrq)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local, uint16_t mode, GpioIrqFunc func, void *arg);
    int32_t (*unsetIrq)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local);
    int32_t (*enableIrq)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local);
    int32_t (*disableIrq)(struct GpioCntlr *cntlr, uint16_t local);
}

GpioMethod结构体成员的钩子函数功能说明:

函数成员 入参 出参 返回值 功能
write cntlr:结构体指针,核心层GPIO控制器 local:uint16_t类型,GPIO端口标识号 val:uint16_t类型,电平传入值 HDF_STATUS相关状态 GPIO引脚写入电平值
read cntlr:结构体指针,核心层GPIO控制器 local:uint16_t类型,GPIO端口标识 val:uint16_t类型指针,用于传出电平值。 HDF_STATUS相关状态 GPIO引脚读取电平值
setDir cntlr:结构体指针,核心层GPIO控制器 local:uint16_t类型,GPIO端口标识号 dir:uint16_t类型,管脚方向传入值 HDF_STATUS相关状态 设置GPIO引脚输入/输出方向
getDir cntlr:结构体指针,核心层GPIO控制器 local:uint16_t类型,GPIO端口标识号 dir:uint16_t类型指针,用于传出管脚方向值 HDF_STATUS相关状态 读GPIO引脚输入/输出方向
setIrq cntlr:结构体指针,核心层GPIO控制器 local:uint16_t类型,GPIO端口标识号 mode:uint16_t类型,表示触发模式(边沿或电平) func:函数指针,中断服务程序; arg:void指针,中断服务程序入参 HDF_STATUS相关状态 将GPIO引脚设置为中断模式
unsetIrq cntlr:结构体指针,核心层GPIO控制器 local:uint16_t类型,GPIO端口标识号 HDF_STATUS相关状态 取消GPIO中断设置
enableIrq cntlr:结构体指针,核心层GPIO控制器 local:uint16_t类型,GPIO端口标识号 HDF_STATUS相关状态 使能GPIO管脚中断
disableIrq cntlr:结构体指针,核心层GPIO控制器 local:uint16_t类型,GPIO端口标识号 HDF_STATUS相关状态 禁止GPIO管脚中断

2.3、GPIO应用程序

GPIO驱动API接口功能:

接口名 描述
GpioGetByName(const char *gpioName) 获取GPIO管脚ID
int32_t GpioRead(uint16_t gpio, uint16_t *val) 读GPIO管脚电平值
int32_t GpioWrite(uint16_t gpio, uint16_t val) 写GPIO管脚电平值
int32_t GpioGetDir(uint16_t gpio, uint16_t *dir) 获取GPIO管脚方向
int32_t GpioSetDir(uint16_t gpio, uint16_t dir) 设置GPIO管脚方向
int32_t GpioUnsetIrq(uint16_t gpio, void *arg); 取消GPIO管脚对应的中断服务函数
int32_t GpioSetIrq(uint16_t gpio, uint16_t mode, GpioIrqFunc func, void *arg) 设置GPIO管脚对应的中断服务函数
int32_t GpioEnableIrq(uint16_t gpio) 使能GPIO管脚中断
int32_t GpioDisableIrq(uint16_t gpio) 禁止GPIO管脚中断

GPIO标准API通过GPIO管脚号来操作指定管脚,使用GPIO的一般流程如下图所示: ::: hljs-center

GPIO使用流程图.png

:::

3、代码解析

3.1、准备工作

查看《凌蒙派-RK3568开发板_排针说明表_》(即Git仓库的//docs/board/凌蒙派-RK3568开发板_排针说明表_v1.0.xlsx),选中0_B5(即GPIO0_B5)。

3.2、配置文件

3.2.1、device_info.hcs

创建config/device_info.hcs,用于GPIO驱动设备描述,具体内容如下:

root {
    device_info {
        platform :: host {
            device_gpio :: device {
                device0 :: deviceNode {                         // GPIO控制器信息描述
                    policy = 2;                                 // 对外发布服务,必须为2,用于定义GPIO管理器的服务
                    priority = 50;
                    permission = 0644;
                    moduleName = "HDF_PLATFORM_GPIO_MANAGER";   // 这与drivers/hdf_core/framework/support/platform/src/gpio/gpio_service.c的g_gpioServiceEntry.moduleName对应,它主要负责GPIO引脚的管理
                    serviceName = "HDF_PLATFORM_GPIO_MANAGER";
                }
                device1 :: deviceNode {
                    policy = 0;                                 // 等于0,不需要发布服务
                    priority = 55;                              // 驱动驱动优先级
                    permission = 0644;                          // 驱动创建设备节点权限
                    moduleName = "linux_gpio_adapter";          // 用于指定驱动名称,必须是linux_adc_adapter,与drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/gpio/gpio_adapter.c对应
                    deviceMatchAttr = "";                       // 用于配置控制器私有数据,不定义
                }
            }
        }
    }
}

注意:

device_gpio:为配置树对gpio的设备类结点。

device0:是用于启用HDF_PLATFORM_GPIO_MANAGER驱动的,它负责对GPIO进行对外接口管理。

device1:是用于启用linux_gpio_adapter驱动的,它负责对Linux GPIO的读写(即对Linux Gpio子系统进行操作)。

3.2.3、参与配置树编译

编辑//vendor/lockzhiner/rk3568/hdf_config/khdf/hdf.hcs,将device_info.hcs添加配置树中。具体内容如下所示:

#include "../../samples/b03_platform_device_gpio/config/device_info.hcs"

3.3、HDF驱动

//drivers/hdf_core/adapter/khdf/linux/platform/gpio/gpio_adapter.c已对Linux Gpio子系统进行规范化操作。因此,我们不需要额外的GPIO寄存器操作。

3.4、应用程序

3.4.1、gpio_test.c

gpio_test.c主要分为两个部分:

  • 对gpio引脚进行读操作。
  • 对gpio引脚进行写操作。

(1)对gpio引脚进行读操作

// GPIO设置为输出
ret = GpioSetDir(m_gpio_id, GPIO_DIR_OUT);
if (ret != 0) {
    PRINT_ERROR("GpioSetDir failed and ret = %d\n", ret);
    return -1;
}

// GPIO输出电平
ret = GpioWrite(m_gpio_id, m_gpio_value);
if (ret != 0) {
    PRINT_ERROR("GpioWrite failed and ret = %d\n", ret);
    return -1;
}

(2)对gpio引脚进行写操作

// GPIO设置为输出
ret = GpioSetDir(m_gpio_id, GPIO_DIR_IN);
if (ret != 0) {
    PRINT_ERROR("GpioSetDir failed and ret = %d\n", ret);
    return -1;
}

// 读取GPIO引脚的电平
ret = GpioRead(m_gpio_id, &m_gpio_value);
if (ret != 0) {
    PRINT_ERROR("GpioRead failed and ret = %d\n", ret);
    return -1;
}

printf("GPIO Read Successful and GPIO = %d, value = %d\n", m_gpio_id, m_gpio_value);

3.4.2、BUILD.gn

import("//build/ohos.gni")
import("//drivers/hdf_core/adapter/uhdf2/uhdf.gni")

ohos_executable("rk3568_gpio_test") {
  sources = [ "gpio_test.c" ]
  include_dirs = [
    "$hdf_framework_path/include",
    "$hdf_framework_path/include/core",
    "$hdf_framework_path/include/osal",
    "$hdf_framework_path/include/platform",
    "$hdf_framework_path/include/utils",
    "$hdf_uhdf_path/osal/include",
    "$hdf_uhdf_path/ipc/include",
    "//base/hiviewdfx/hilog/interfaces/native/kits/include",
    "//third_party/bounds_checking_function/include",
  ]

  deps = [
    "$hdf_uhdf_path/platform:libhdf_platform",
    "$hdf_uhdf_path/utils:libhdf_utils",
    "//base/hiviewdfx/hilog/interfaces/native/innerkits:libhilog",
  ]

  cflags = [
    "-Wall",
    "-Wextra",
    "-Werror",
    "-Wno-format",
    "-Wno-format-extra-args",
  ]

  part_name = "product_rk3568"
  install_enable = true
}

3.4.3、参与应用程序编译

编辑//vendor/lockzhiner/rk3568/samples/BUILD.gn,开启sample编译。具体如下:

"b03_platform_device_gpio/app:rk3568_gpio_test",

4、编译说明

建议使用docker编译方法,运行如下:

hb set -root .
hb set
#选择lockzhiner下的rk3568编译分支。
hb build -f

5、运行结果

该程序运行结果如下所示:

# rk3568_gpio_test -g 13 -i
gpio id: 13
gpio dir: in
gpio value: 0
GPIO Read Successful and GPIO = 13, value = 1
#
# 
# rk3568_gpio_test -g 13 -o
gpio id: 13
gpio dir: out
gpio value: 0
#

可将GPIO引脚接入排针中的GND或3V3引脚,查看GPIO输出结果。

本文作者:福州市凌睿智捷电子有限公司

想了解更多关于开源的内容,请访问:​

​51CTO 开源基础软件社区​

​https://ost.51cto.com/#bkwz​

标签:OpenHarmony,应用程序,uint16,GPIO,gpio,cntlr,管脚,local
From: https://blog.51cto.com/harmonyos/7452279

相关文章

  • 初学OpenHarmony遇到的问题(1)
    1、问题1:error:failedtostartability.        error:abilityvisiblefalsedenyrequest.   解决办法:在module.json5里面把export:false改成true 2、问题2:怎么调用系统接口(我们这里以调用系统重启接口power.reboot('reboot_test');为例子)第一步:先下......
  • 代码混淆和加固,保障应用程序的安全性
    摘要:本文将详细介绍iOS技术博主在保护应用程序代码安全方面的两种重要方式:代码混淆和代码加固。通过代码混淆和加固,博主可以有效防止他人对应用程序进行逆向工程和篡改,提高应用程序的安全性。引言:作为iOS技术博主,保护自己的代码免受不良行为的侵犯是非常重要的。为了确保代码的安......
  • Web 应用程序中进行多线程处理-Web Workers
    1、什么是WebWorkers?WebWorkersAPI是一组用于创建并在后台运行脚本的接口,以便在Web应用程序中进行多线程处理。它使得可以将一些耗时的计算任务放在单独的线程中执行,从而避免阻塞主线程,提高了应用程序的响应性能。2、使用方式以下是WebWorkersAPI中常用的接口和方法:......
  • 在 Java 应用程序中访问 USB 设备
    介绍USB、jUSB和JSR-80Java平台一直都以其平台无关性自豪。虽然这种无关性有许多好处,但是它也使得编写与硬件交互的Java应用程序的过程变得相当复杂。在本文中,研究科学家蒋清野讨论了两个项目,它们通过提供使Java应用程序可以使用USB设备的API而使这个过程变得更容易。......
  • OpenHarmony—应用间HSP开发指导
     应用间HSP用于不同应用间的代码、资源共享。 应用间HSP的宿主应用是一种特殊状态的应用,只能由一个HSP组成,不会独立运行在设备上,而是被普通应用模块的依赖项引用。当普通应用运行时,通过动态调用的方式使用应用间HSP提供的能力,从而实现应用自身所需要的功能。注意事项1. 应......
  • HarmonyOS/OpenHarmony(Stage模型)应用开发组合手势(三)互斥识别
    互斥识别组合手势对应的GestureMode为Exclusive。互斥识别组合手势中注册的手势将同时进行识别,若有一个手势识别成功,则结束手势识别,其他所有手势识别失败。以在一个Column组件上绑定单击手势和双击手势组合而成的互斥识别组合手势为例,由于单击手势只需要一次点击即可触发而双击手势......
  • Java应用程序中的数据库连接池优化
    什么是数据库连接池?数据库连接池是一种数据库连接的管理技术,它允许应用程序在需要时从池中获取数据库连接,而不是每次都创建新的连接。这样可以减少连接创建和销毁的开销,提高数据库访问性能。为什么需要数据库连接池?在Java应用程序中,频繁地创建和关闭数据库连接会导致性能下降,因为连......
  • 使用Python和Django构建Web应用程序
    Django简介Django是一个强大的PythonWeb框架,用于构建高效且可维护的Web应用程序。它提供了许多工具和库,用于处理常见的Web开发任务,如数据库管理、用户认证和URL路由。以下是一些Django的关键特点:ORM(对象关系映射):Django的ORM允许你使用Python代码来定义和查询数据库模型,而无需编写S......
  • 使用Ruby on Rails构建Web应用程序
    RubyonRails简介RubyonRails(通常简称为Rails)是一个流行的开发框架,用于构建Web应用程序。Rails是一个基于Ruby编程语言的MVC(Model-View-Controller)框架,它强调约定优于配置,使开发变得高效且易于维护。以下是一些关键Rails特点:MVC架构:Rails遵循MVC设计模式,将应用程序分为模型(Model......
  • FMC 扩展子卡 6 路422,8 组LVDS,8 路GPIO
    概要QT7414是一款支持多路LVCMOS和LVDS信号互转的FMC扩展子板。它能支持6路422信号的输入/输出,8组LVDS信号的输入/输出和8路GPIO信号的输入/输出。本产品基于一些逻辑转换芯片而设计,能实现差分信号转单端输出给载板、载板的单端信号转差分输出;422信号的输入/输出;G......