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小熊派华为物联网操作系统LiteOS裸机驱动移植01-以LED为例说明驱动移植
2020-2-25 08:39:22  271 单片机编程 物联网 华为云 小熊派 Liteos
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本帖最后由 小熊派开源社区 于 2020-2-25 08:52 编辑

1.LiteOS裸机驱动移植系列
俗话说的好,光说不练假把式,上一个系列 LiteOS内核实战教程 中讲述了内核中任务如何管理、如何使用信号量同步多个任务的运行,如何用互斥锁保护共享资源,如何申请分配动态内存空间,但是在嵌入式系统中,如果不能将内核有效的应用在实际场景中控制外围设备,那么一切都是纸上谈兵。在这个系列中,本教程将会带领大家,手把手添加一些常用的外设驱动到LiteOS系统中,掌握外设驱动的移植方法。

2. 何为裸机驱动
驱动层代码,简单通俗的来说就是向上给用户提供一层可以控制设备的API,向下负责和设备打交道,直接操作硬件。

比如LED的驱动代码可以给用户提供一个初始化的 API 和打开/关闭的 API ,按键的驱动代码可以提供初始化的 API 和读取按键状态的 API,LCD的驱动代码可以提供初始化的 API 和屏幕上显示相关内容的API,传感器的驱动代码可以提供传感器初始化的API 和读取数据的 API,等等。

这里以使用 STM32CuebMX 生成的 LED 闪烁的裸机工程为例,其中 Src 目录下的gpio.c文件就相当于 LED 的驱动层文件,其中提供了 LED 的初始化代码:

有了该文件,也就是驱动层代码,我们可以直接调用MX_GPIO_Init来初始化LED。


3.如何移植驱动到LiteOS

复制裸机驱动文件
LiteOS 工程 target 目录结构如下:
其中和设备驱动相关的有三个文件夹:
  • Inc:对应STM32CubeMX生成裸机工程中的Inc
  • Src: 对应STM32CubeMX生成裸机工程中的Src
  • Hardware:存放自己编写的设备驱动代码

复制文件的时候按照情况复制到对应的文件夹即可。
这里LED相关的代码文件只有gpio.hgpio.c,所以复制gpio.h到 Inc 文件夹,复制gpio.c到 Src 文件夹。
使用IoT-Studio创建的HelloWorld工程中已经提供好了这两个文件,了解这个操作即可,不用再次复制。
添加裸机驱动文件路径



C文件路径
  • HARDWARE_SRC:对应Hardware文件夹下的Src文件夹
  • USER_SRC:对应Src文件夹
头文件路径
  • HARDWARE_INC:对应Hardware文件夹下的Inc文件夹
  • USER_INC:对应Inc文件夹
如下,LED驱动的gpio.c文件添加到USER_SRC下(工程中默认已添加,无需重复添加):
LED驱动的gpio.h文件添加到USER_INC下(工程中默认已添加,无需重复添加):
至此,复制文件到LiteOS工程中,并将新复制的文件路径添加到makefile中,加入工程编译,就完成了驱动的移植。

4. 外设驱动文件的使用
初始化外设

在使用外设之前,首先需要初始化外设,在LiteOS中,初始化设备有两种方式:
  • 在系统启动调度之前初始化:设备在系统中随时可被任意任务使用
  • 在任务中初始化:设备一般只在该任务中被使用

举个例子:
像LED这种的驱动,一般都是任意的任务需要点亮或者关闭LED,没有专门的LED点亮任务或者关闭任务,在系统启动调度之前初始化比较好;

像光照强度传感器这种驱动,一般都是有专门的数据采集任务,专门去读取传感器数据,不需要别的线程去调用驱动读取数据,所以放在该数据采集任务中初始化就可以。

在任务中调用初始化API比较简单,那么,如何在系统启动之前调用初始化API呢?

其实,答案就在 Src 文件夹下的main.c中,main函数如下:



可以看到,系统上电后首先调用]同样在main.c中存放着HardWare_Init函数的实现,来一探究竟:

怎么样?有没有惊喜?是不是和裸机工程的main函数开始部分一模一样?
我们可以将初始化函数尽情的扔到这个函数里,比如LED的初始化函数MX_GPIO_Init(),在系统上电的时候自动将LED初始化,是不是很爽。


修复gpio.c文件中的小bug

在IoT Studio默认提供的gpio.c文件的MX函数中,没有对 LED 的引脚 PC13 进行初始化,手动添加如下的初始化代码:


操作外设
接下来首先创建一个文件夹,用于存放本系列教程实验的代码:


在该文件夹中创建一个文件:

编写代码:
#include <osal.h>
#include <gpio.h>

static int led_blink_entry()
{
    while (1)
    {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC, GPIO_PIN_13);
        osal_task_sleep(1*1000);
    }
}

int standard_app_demo_main()
{
    osal_task_create("led_blink",led_blink_entry,NULL,0x400,NULL,2);
    return 0;
}




然后按照之前的方法,在 user_demo.mk 中将led_driver_demo.c文件添加到makefile中,加入编译:

最后在.sdkconfig中配置开启宏定义:

编译,烧录,即可看到LED开始闪烁:


关注“小熊派开源社区”微信公众号,回复“LiteOS内核实战”获取实战源代码。
小熊派开源社区,专注于IoT、AI、5G等前沿技术分享,关注“小熊派开源社区”微信公众号,获取更多资料教程。




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