# 实验二 按键OK6410-A开发板LINUX3.0.1(嵌入式开发)

2023-07-18 08:16:52

实验二 按键

一、实验目的

1.熟悉linux系统，学会简单linux指令

2.熟悉OK6410-A开发板的烧入步骤

3.熟悉ARM寄存器，地址等。

4.系统性的了解UBOOT和linux内核，yaffs2系统映像等知识

二、实验仪器

开发机环境

      操作系统：ubuntu 20.04
      交叉编译环境：arm-linux-gcc 4.6.4 
      6410板子内核源码：linux-3.0.1

目标板环境

	OK6410-A     linux-3.0.1

环境配置看这里

三、实验内容（原理）

1.硬件部分

四、实验步骤

1.编写驱动程序

driver_key.c

//driver_key.c
#include <linux/kernel.h>  
 #include <linux/module.h>  
 #include <linux/init.h>  
 #include <linux/fs.h>  
 #include <linux/gpio.h>  
 #include <linux/types.h> 
 #include <linux/cdev.h>  
 #include <linux/interrupt.h>  
 #include <linux/sched.h>  
 #include <linux/device.h>  
 #include <linux/poll.h>  
 #include <linux/semaphore.h>  
 #include <linux/timer.h>  
 #include <asm/irq.h>  
 #include <asm/uaccess.h>  
 #include <mach/hardware.h>  
 #include <mach/irqs.h>  
   MODULE_LICENSE("GPL");  
 #define DEVICE_NAME "keyint"  
 #define KEYNUM 6  
 dev_t devid;  
 //static DEFINE_SEMAPHORE(key_lock);  //declare a mutex lock for keyint  
   //定义一个信号量  
 struct semaphore key_lock;  
 static struct fasync_struct *key_async;   
 static struct timer_list key_timer;  
 struct key_irq_desc {  
     int irq;        //irq num  
     unsigned long flags;    //irq flags,identified the way of irq here,eq.edge,level  
     char *name;        //irq name  
 };  
 static struct key_irq_desc key_irqs[] = {  
     //下降沿产生中断  
     {IRQ_EINT(0), IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY1"},  
     {IRQ_EINT(1), IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY2"},  
     {IRQ_EINT(2), IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY3"},  
     {IRQ_EINT(3), IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY4"},  
     {IRQ_EINT(4), IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY5"},  
     {IRQ_EINT(5), IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY6"},  
 };  
 /*define a waiting queue here*/  
 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(key_waitq);  
 /*define a event flag ev_press*/  
 static volatile int ev_press = 0;  
 static volatile int press_cnt[KEYNUM] = {0,0,0,0,0,0};  
 /*中断处理函数*/  
 static irqreturn_t keys_interrupt(int irq, void *dev_id)  
 { 
     volatile int *press_cnt = (volatile int *) dev_id;  
        /*set the pressed key flag(must do here due to not be static value)*/  
     *press_cnt = *press_cnt + 1;  
     //延时10ms后执行定时器处理函数  
     mod_timer(&key_timer,jiffies+HZ/100);        //start timer after 10ms  
     return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);  
 } 
//定时器处理函数  
 static void key_timer_func(unsigned long data)  
 {
     ev_press = 1;  
     //唤醒等待队列  
     wake_up_interruptible(&key_waitq);  
     kill_fasync(&key_async, SIGIO, POLL_IN);  
 }  
 static int key_fasync(int fd, struct file *filp, int on)  
 {  
     printk("Function key_fasync\n");  
     return fasync_helper(fd,filp,on,&key_async);  
 }  
 static unsigned key_poll(struct file *file, poll_table *wait)  
 {  
     unsigned int mask=0;  
     //指明要使用的等待队列  
     poll_wait(file,&key_waitq,wait);  
    //返回掩码  
     if(ev_press)  
     mask |= POLL_IN | POLLRDNORM; 
     printk("poll wait\n"); 
     return mask;  
 }  
 static int key_open(struct inode *inode, struct file *file)  
 {  
     int num;  
     if(file->f_flags & O_NONBLOCK) {  
       if(down_trylock(&key_lock)) return -EBUSY;  
     }  
     else {  
       down(&key_lock);  
     }  
     //为每个按键注册中断处理程序  
     for(num=0;num<KEYNUM;num++) {  
       request_irq(key_irqs[num].irq, keys_interrupt, key_irqs[num].flags, key_irqs[num].name, (void *)&press_cnt[num]);  
     } 
     return 0;  
 }
 static int key_close(struct inode *inode, struct file *file)  
 { 
     int num;  
     //释放中断号  
     for(num=0;num<6;num++) {  
       free_irq(key_irqs[num].irq, (void *)&press_cnt[num]);  
     }  
     up(&key_lock);  
     printk("key_close free irqs\n");  
     return 0;  
 }  
 static int key_read(struct file *filp, char __user *buff, size_t count, loff_t *offp)  
 {  
 //    unsigned int err;  
     //判断是阻塞读还是非阻塞读  
     if(filp->f_flags & O_NONBLOCK) {  
       if(!ev_press)  return -EAGAIN;  
     } 
     else {  
       /*if ev_press==0,then sleep*/  
       /*阻塞，当有按键按下时(中断)被唤醒*/  
       wait_event_interruptible(key_waitq,ev_press);  
     }  
     //阻塞结束，有键按下了  
     ev_press = 0;  
     //拷贝数据到用户空间  
     copy_to_user(buff,(const void *)press_cnt,min(sizeof(press_cnt),count));  
     memset((void *)press_cnt,0,sizeof(press_cnt));  
 //    printk("read and clean press_cnt\n");  
     return 1;  
 }  
 static struct file_operations key_ops = {  
     .owner     = THIS_MODULE,  
     .open     = key_open,  
     .release = key_close,  
     .read     = key_read,  
     .poll     = key_poll,  
     .fasync     = key_fasync,  
 };  
 static struct cdev *cdev_keyint;  
 static struct class *keyint_class;  
 //模块初始化函数  
 static int __init s3c6410_keyint_init(void) {  
     int val; 
     /*timer initial */  
     init_timer(&key_timer);  
     key_timer.function = key_timer_func;  
     add_timer(&key_timer);  
         /*初始化信号量*/  
        init_MUTEX(&key_lock);  
     /*register device*/  
     val = alloc_chrdev_region(&devid,0,1,DEVICE_NAME);  
     if(val) {  
       return -1;  
       printk("register keyint error\n");  
     }  
     cdev_keyint = cdev_alloc();  
     cdev_init(cdev_keyint, &key_ops);  
     cdev_keyint->owner = THIS_MODULE;  
     cdev_keyint->ops   = &key_ops;  
     val = cdev_add(cdev_keyint,devid,1); 
     if(val) {
       return -1;  
       printk("add device error\n");  
     }  
     keyint_class = class_create(THIS_MODULE,DEVICE_NAME);  
     device_create(keyint_class,NULL,devid,NULL,"%s",DEVICE_NAME);  
     printk("KEY initialezed ^_^\n");  
     return 0;  
 }  
 static void __exit s3c6410_keyint_exit(void)  
 { 
      cdev_del(cdev_keyint);  
     device_destroy(keyint_class,devid);  
     class_destroy(keyint_class);  
     unregister_chrdev_region(devid,1); 
 } 
 module_init(s3c6410_keyint_init);  
 module_exit(s3c6410_keyint_exit);

2.编写Makefile文件

ifneq ($(KERNELRELEASE),)
obj-m := driver_key.o
else 
KDIR := /home/kk/Desktop/forlinx/linux-3.0.1
all:
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-
clean:
	 rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers
endif

3.编写执行文件

app_key.c

//app_key.c
#include <stdio.h>  
 #include <stdlib.h>  
 #include <unistd.h>  
 #include <sys/ioctl.h>  
 int main(int argc, char **argv)  
 {  
     int fd;  
     int val;  
     int i;  
     int key_value[6];  
     fd = open("/dev/keyint",0);  
     if(fd<0) {  
       printf("open devie error\n");  
       return -1;  
     }  
     while(1) {  
       val = read(fd,key_value, sizeof(key_value));  
       if(val<0) {  
         printf("read error\n");  
         continue;  
       }  
       for (i=0;i<6;i++) {  
          if(key_value[i])  
          printf("KEY%d pressed\n",(i+1),key_value[i]);  
       }   
     }  
     close(fd);  
     return 0;  
 }

4.编译驱动程序与测试程序

 #make

将编译生成 driver_key.ko等文件

#arm-linux-gcc  app_key.c  -o  anjian

将生成anjian可执行文件

最后呈现以下文件

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5.修改系统内核文件

在原有到内核中，按键的GPIO口被占用，需要进行相应到修改才能达到预期到效果，首先需要做的是安装libncurses 的相关软件，来实现对内核到编写
内核编写过程：
找到内核

make menuconfig

按照下面一路选择
Device Drivers
Input device support
keyboards
有GPIO Buttons
把这个选项去掉

make zImage

生成zImage镜像文件
之后重新烧写

6.格式化SD卡，把 SD 卡格式化为 FAT32 格式。

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7.用SD_Writer将 mmc.bin 烧写到 SD 卡中

1.以管理员身份运行
2.点击”Scan”，这个步骤是自动搜寻 SD 卡所在盘符。如果"Scan"没有正确设置 SD 卡所在盘符，就需要手动 调整 SD Volume，把盘符号调整为 SD 卡所在盘符（比如说，PC 的 USB 口接了两个或者两个以上的 U 盘或 者 SD 卡，就有可能错误到扫描 SD 卡盘符）。
3.将”SD Type”更改为 auto。这个步骤是为了让 SD_Writer 自动识别 SD 卡类型。
4.将”OS Type”更改为 Linux。这个步骤是选择要烧写的系统类型。
5.点击”Select Boot”, 选择适合自己开发板的 mmc.bin
mmc_ram128.bin 适用于 128M 内存的开发板
mmc_ram256.bin 适用于 256M 内存的开发板
6.点击”Program”，出现”It’s OK”表示操作成功。
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8.拷贝系统文件

首先，将 u-boot.bin 拷贝到 SD 卡中。
u-boot_ram128.bin 专门用于 128M 内存开发板。
u-boot_ram256.bin 专门用于 256M 内存开发板。
将与开发板对应的 u-boot 拷贝到 SD 卡中。接着在 SD 卡中将文件名改为u-boot.bin 即可。

然后，将 zImage 拷贝到 SD 卡中。zImage 是 Linux 的内核映像文件。

最后，将 rootfs.yaffs2 拷贝到 SD 卡中。
rootfs.yaffs2-nand256m 专门用于 128M 内存，256M NandFlash开发板。
rootfs.yaffs2-nand2g 专门用于 256M 内存，1G 或 2G 或者 4G Nandflash 的开发板

9.拷贝驱动程序与测试程序

将driver_led.ko与test拷贝到SD卡上
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10.烧写Linux到开发板的NandFlash

步骤 1. 将制作好的 SD 卡插入开发板 SD 的插槽。

步骤 2. 接好 5V 直流电源（飞凌提供此电源，请使用飞凌提供的电源）。

步骤 3. 拨码开关设置为 SD 卡启动。

拨码开关在底板SD 卡启动的拨码开关设置如下：

引脚号 Pin8 Pin7 Pin6 Pin5 Pin4 Pin3 Pin2 Pin1
引脚定义 SELNAND OM4 OM3 OM2 OM1 GPN15 GPN14 GPN13
SD卡启动 1 1 1 1 1 0 0 0

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11. 测试

1.打开终端
2.加载驱动
#insmod /sdcard/driver_key.ko
3.创建设备文件
#mknod /dev/my_led c 240 0
4.测试
./anjian
5.卸载驱动
#rmmod driver_key
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五、实验程序（包括流程图）

1.编写驱动程序

driver_key.c

//driver_key.c
#include <linux/kernel.h>  
 #include <linux/module.h>  
 #include <linux/init.h>  
 #include <linux/fs.h>  
 #include <linux/gpio.h>  
 #include <linux/types.h> 
 #include <linux/cdev.h>  
 #include <linux/interrupt.h>  
 #include <linux/sched.h>  
 #include <linux/device.h>  
 #include <linux/poll.h>  
 #include <linux/semaphore.h>  
 #include <linux/timer.h>  
 #include <asm/irq.h>  
 #include <asm/uaccess.h>  
 #include <mach/hardware.h>  
 #include <mach/irqs.h>  
   MODULE_LICENSE("GPL");  
 #define DEVICE_NAME "keyint"  
 #define KEYNUM 6  
 dev_t devid;  
 //static DEFINE_SEMAPHORE(key_lock);  //declare a mutex lock for keyint  
   //定义一个信号量  
 struct semaphore key_lock;  
 static struct fasync_struct *key_async;   
 static struct timer_list key_timer;  
 struct key_irq_desc {  
     int irq;        //irq num  
     unsigned long flags;    //irq flags,identified the way of irq here,eq.edge,level  
     char *name;        //irq name  
 };  
 static struct key_irq_desc key_irqs[] = {  
     //下降沿产生中断  
     {IRQ_EINT(0), IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY1"},  
     {IRQ_EINT(1), IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY2"},  
     {IRQ_EINT(2), IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY3"},  
     {IRQ_EINT(3), IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY4"},  
     {IRQ_EINT(4), IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY5"},  
     {IRQ_EINT(5), IRQF_TRIGGER_FALLING, "KEY6"},  
 };  
 /*define a waiting queue here*/  
 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(key_waitq);  
 /*define a event flag ev_press*/  
 static volatile int ev_press = 0;  
 static volatile int press_cnt[KEYNUM] = {0,0,0,0,0,0};  
 /*中断处理函数*/  
 static irqreturn_t keys_interrupt(int irq, void *dev_id)  
 { 
     volatile int *press_cnt = (volatile int *) dev_id;  
        /*set the pressed key flag(must do here due to not be static value)*/  
     *press_cnt = *press_cnt + 1;  
     //延时10ms后执行定时器处理函数  
     mod_timer(&key_timer,jiffies+HZ/100);        //start timer after 10ms  
     return IRQ_RETVAL(IRQ_HANDLED);  
 } 
//定时器处理函数  
 static void key_timer_func(unsigned long data)  
 {
     ev_press = 1;  
     //唤醒等待队列  
     wake_up_interruptible(&key_waitq);  
     kill_fasync(&key_async, SIGIO, POLL_IN);  
 }  
 static int key_fasync(int fd, struct file *filp, int on)  
 {  
     printk("Function key_fasync\n");  
     return fasync_helper(fd,filp,on,&key_async);  
 }  
 static unsigned key_poll(struct file *file, poll_table *wait)  
 {  
     unsigned int mask=0;  
     //指明要使用的等待队列  
     poll_wait(file,&key_waitq,wait);  
    //返回掩码  
     if(ev_press)  
     mask |= POLL_IN | POLLRDNORM; 
     printk("poll wait\n"); 
     return mask;  
 }  
 static int key_open(struct inode *inode, struct file *file)  
 {  
     int num;  
     if(file->f_flags & O_NONBLOCK) {  
       if(down_trylock(&key_lock)) return -EBUSY;  
     }  
     else {  
       down(&key_lock);  
     }  
     //为每个按键注册中断处理程序  
     for(num=0;num<KEYNUM;num++) {  
       request_irq(key_irqs[num].irq, keys_interrupt, key_irqs[num].flags, key_irqs[num].name, (void *)&press_cnt[num]);  
     } 
     return 0;  
 }
 static int key_close(struct inode *inode, struct file *file)  
 { 
     int num;  
     //释放中断号  
     for(num=0;num<6;num++) {  
       free_irq(key_irqs[num].irq, (void *)&press_cnt[num]);  
     }  
     up(&key_lock);  
     printk("key_close free irqs\n");  
     return 0;  
 }  
 static int key_read(struct file *filp, char __user *buff, size_t count, loff_t *offp)  
 {  
 //    unsigned int err;  
     //判断是阻塞读还是非阻塞读  
     if(filp->f_flags & O_NONBLOCK) {  
       if(!ev_press)  return -EAGAIN;  
     } 
     else {  
       /*if ev_press==0,then sleep*/  
       /*阻塞，当有按键按下时(中断)被唤醒*/  
       wait_event_interruptible(key_waitq,ev_press);  
     }  
     //阻塞结束，有键按下了  
     ev_press = 0;  
     //拷贝数据到用户空间  
     copy_to_user(buff,(const void *)press_cnt,min(sizeof(press_cnt),count));  
     memset((void *)press_cnt,0,sizeof(press_cnt));  
 //    printk("read and clean press_cnt\n");  
     return 1;  
 }  
 static struct file_operations key_ops = {  
     .owner     = THIS_MODULE,  
     .open     = key_open,  
     .release = key_close,  
     .read     = key_read,  
     .poll     = key_poll,  
     .fasync     = key_fasync,  
 };  
 static struct cdev *cdev_keyint;  
 static struct class *keyint_class;  
 //模块初始化函数  
 static int __init s3c6410_keyint_init(void) {  
     int val; 
     /*timer initial */  
     init_timer(&key_timer);  
     key_timer.function = key_timer_func;  
     add_timer(&key_timer);  
         /*初始化信号量*/  
        init_MUTEX(&key_lock);  
     /*register device*/  
     val = alloc_chrdev_region(&devid,0,1,DEVICE_NAME);  
     if(val) {  
       return -1;  
       printk("register keyint error\n");  
     }  
     cdev_keyint = cdev_alloc();  
     cdev_init(cdev_keyint, &key_ops);  
     cdev_keyint->owner = THIS_MODULE;  
     cdev_keyint->ops   = &key_ops;  
     val = cdev_add(cdev_keyint,devid,1); 
     if(val) {
       return -1;  
       printk("add device error\n");  
     }  
     keyint_class = class_create(THIS_MODULE,DEVICE_NAME);  
     device_create(keyint_class,NULL,devid,NULL,"%s",DEVICE_NAME);  
     printk("KEY initialezed ^_^\n");  
     return 0;  
 }  
 static void __exit s3c6410_keyint_exit(void)  
 { 
      cdev_del(cdev_keyint);  
     device_destroy(keyint_class,devid);  
     class_destroy(keyint_class);  
     unregister_chrdev_region(devid,1); 
 } 
 module_init(s3c6410_keyint_init);  
 module_exit(s3c6410_keyint_exit);

2.编写Makefile文件

ifneq ($(KERNELRELEASE),)
obj-m := driver_key.o
else 
KDIR := /home/kk/Desktop/forlinx/linux-3.0.1
all:
	make -C $(KDIR) M=$(PWD) modules ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-
clean:
	 rm -f *.ko *.o *.mod.o *.mod.c *.symvers
endif

3.编写执行文件

app_key.c

//app_key.c
#include <stdio.h>  
 #include <stdlib.h>  
 #include <unistd.h>  
 #include <sys/ioctl.h>  
 int main(int argc, char **argv)  
 {  
     int fd;  
     int val;  
     int i;  
     int key_value[6];  
     fd = open("/dev/keyint",0);  
     if(fd<0) {  
       printf("open devie error\n");  
       return -1;  
     }  
     while(1) {  
       val = read(fd,key_value, sizeof(key_value));  
       if(val<0) {  
         printf("read error\n");  
         continue;  
       }  
       for (i=0;i<6;i++) {  
          if(key_value[i])  
          printf("KEY%d pressed\n",(i+1),key_value[i]);  
       }   
     }  
     close(fd);  
     return 0;  
 }

4.流程图

# 实验二 按键OK6410-A开发板LINUX3.0.1(嵌入式开发)

六、运行结果

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七、心得体会

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