嵌入式课程---嵌入式Linux的直流电机驱动开发
2024-04-28 13:39:36
文章目录
- 实验环境准备
- 步骤简要说明：
- 第一步：测试三个系统是否连通
- 第二步：编写并编译好驱动程序和测试驱动的程序
- 编写直流电机驱动程序dc_motor.c
- 编写驱动程序的Makefile文件
- 编写驱动测试程序dcMotor_test.c
- 编写测试驱动程序的Makefile文件
- 第三步：编译生成dc_motor.ko与dcMotor_test二进制执行文件
- 第四步：将dc_motor.ko文件与dcMotor_test文件挂载到实验箱板子
- 第五步：在实验箱装载驱动并使用程序进行测试
实验环境准备
实验材料：GEC6818实验箱、电脑、
实验环境：VMware下Linux系统、arm-linux-交叉编译环境，windows系统、secureCRT平台
步骤简要说明：
因为需要用到Linux系统环境，所以在Windows下装了个虚拟机，使用虚拟机的环境来开发驱动，并编写了测试驱动的程序，然后把驱动与测试驱动的两个文件传送到实验箱中，接着在实验箱上测试驱动是否可用
第一步：测试三个系统是否连通
- 禁用pc机无线网卡、关闭所有防火墙、使用网线连接PC机与实验箱
- 设置pc机的IP地址（192.168.1.160）、子网掩码（255.255.255.0）
- 设置虚拟机IP地址，在终端下输入：
ifconfig eth0 192.168.1.170
- 设置实验箱IP地址，在secureCRT下，输入：
ifconfig eth0 192.168.1.180
- 然后三个系统之间互相ping一下，看是否能ping通，注意，一定要ping通才能做接下来的实验
第二步：编写并编译好驱动程序和测试驱动的程序
编写直流电机驱动程序dc_motor.c
/*---------------------------------------*功能描述: 直流电机驱动 *创建者： 粤嵌技术部*创建时间： 2017,01,01---------------------------------------*修改日志：*修改内容：*修改人：*修改时间：----------------------------------------*//**************************************************头文件*************************************************/#include <linux/kernel.h>#include <linux/module.h>#include <linux/miscdevice.h>#include <linux/fs.h>#include <linux/types.h>#include <linux/moduleparam.h>#include <linux/slab.h>#include <linux/ioctl.h>#include <linux/cdev.h>#include <linux/delay.h>#include <linux/gpio.h>#include <mach/gpio.h>#include <mach/platform.h>#include <asm/gpio.h>#define DEVICE_NAME "dc_motor" //设备名字 //电机管脚static int motor_gpios[] = {(PAD_GPIO_C + 24),(PAD_GPIO_C + 25),};#define MOTOR_NUM ARRAY_SIZE(motor_gpios) //电机的数量/**************************************************电机初始化*************************************************/static void motor_init(void){gpio_set_value(motor_gpios[0], 0);gpio_set_value(motor_gpios[1], 0);}/**************************************************电机正传*************************************************/static void motor_foreward(void){gpio_set_value(motor_gpios[0], 1);gpio_set_value(motor_gpios[1], 0);}/**************************************************电机反转*************************************************/static void motor_rollback(void){gpio_set_value(motor_gpios[1], 1);gpio_set_value(motor_gpios[0], 0);}/**************************************************电机设备打开*************************************************/static int gec6818_motor_open(struct inode *inode, struct file *filp){printk(DEVICE_NAME ":open\n");motor_init();return 0;}/**************************************************电机控制程序*************************************************/static long gec6818_motor_ioctl(struct file *filp, unsigned int cmd,unsigned long arg){switch(cmd) {case 0:if (arg > MOTOR_NUM) {return -EINVAL;}motor_init();printk("Motor Stop.\n");break;case 1:if (arg > MOTOR_NUM) {return -EINVAL;}motor_rollback();printk("Motor Rollback.\n");break;case 4:if (arg > MOTOR_NUM) {return -EINVAL;} motor_foreward();printk("Motor Foreward.\n");break;default:return -EINVAL;}return 0;}/**************************************************文件操作集*************************************************/static struct file_operations gec6818_motor_dev_fops = {.owner = THIS_MODULE,.unlocked_ioctl = gec6818_motor_ioctl,.open = gec6818_motor_open};/**************************************************杂项设备*************************************************/static struct miscdevice gec6818_motor_dev = {.minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,.name = DEVICE_NAME,.fops = &gec6818_motor_dev_fops,};/*********************************************************************驱动的初始化函数--->从内核中申请资源（内核、中断、设备号、锁....）********************************************************************/static int __init gec6818_motor_dev_init(void){int ret;int i;for (i = 0; i < MOTOR_NUM; i++) {ret = gpio_request(motor_gpios[i], "MOTOR");if (ret) {printk("%s: request GPIO %d for MOTOR failed, ret = %d\n", DEVICE_NAME,motor_gpios[i], ret);return ret;}gpio_direction_output(motor_gpios[i], 0);}gpio_set_value(motor_gpios[0], 0);gpio_set_value(motor_gpios[1], 0);ret = misc_register(&gec6818_motor_dev);printk(DEVICE_NAME"\tinitialized\n");return ret;}/******************************************************************驱动退出函数 --->将申请的资源还给内核*****************************************************************/static void __exit gec6818_motor_dev_exit(void) {int i;for (i = 0; i < MOTOR_NUM; i++) {gpio_free(motor_gpios[i]);}misc_deregister(&gec6818_motor_dev);}module_init(gec6818_motor_dev_init); //驱动的入口函数会调用一个用户的初始化函数module_exit(gec6818_motor_dev_exit); //驱动的出口函数会调用一个用户的退出函数//驱动的描述信息： #modinfo *.ko , 驱动的描述信息并不是必需的。MODULE_AUTHOR("kaoyangou"); //驱动的作者MODULE_DESCRIPTION("Dc_Motor of driver"); //驱动的描述MODULE_LICENSE("GPL"); //遵循的协议编写驱动程序的Makefile文件
INSTALLDIR = /home/Helloifneq ($(KERNELRELEASE),)obj-m:=dc_motor.oelseKERNELDIR:=/home/Hello/demo/6818GEC/kernelCROSS_COMPILE:=/home/Hello/demo/6818GEC/prebuilts/gcc/linux-x86/arm/arm-eabi-4.8/bin/arm-eabi-PWD:=$(shell pwd)default:mkdir -p $(INSTALLDIR)$(MAKE) ARCH=arm CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modulescp --target-dir=$(INSTALLDIR) dc_motor.koclean:rm -rf *.o *.order .*.cmd *.ko *.mod.c *.symversendif
编写驱动测试程序dcMotor_test.c
/*---------------------------------------*功能描述: 直流电机测试程序*创建者： 粤嵌技术部*创建时间： 2015,01,01---------------------------------------*修改日志：*修改内容：*修改人：*修改时间：----------------------------------------*//**************************************************头文件*************************************************/#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <sys/ioctl.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#define PATH "/dev/dc_motor" //绝对路径/**************************************************主函数*************************************************/int main(void){int fd;unsigned int val;fd = open(PATH, O_RDWR); //打开设备，成功返回0if (fd < 0) {perror("Failed to open!\n");exit(1);}do{ printf(" Please select how to operate the DC motor.\n");printf("0 ->Stop\n");printf("1 -> Rollback\n");printf("4 -> Foreward\n");printf("9 -> Exit!\n");scanf("%d", &val);if(val == 9) break;ioctl(fd, val, 0);}while(1);close(fd);return 0;}
编写测试驱动程序的Makefile文件
## Makefile for Linux application test example.##---------------------------------------------------------------# Linux application Makefile sample# make -- the optical output without debug info# make clean -- clean the object file(s)# make install -- install the execute file(s) to INSTALLDIR#---------------------------------------------------------------# History：# INSTALLDIR = /home/Hello#--------------------------------- /* execute file(s) */TESTFILE = dcMotor_test#--------------------------------- /* object file(s) */SRCFILE = dcMotor_test.c#--------------------------------- /* header file(s) */TESTFILE_H =CROSS = arm-none-linux-gnueabi-CC = $(CROSS)gccAS = $(CROSS)asLD = $(CROSS)ldCFLAGS += -O2 -Wallall: $(TESTFILE)$(TESTFILE): $(SRCFILE) $(TESTFILE_H) Makefilemkdir -p $(INSTALLDIR) $(CC) $(CFLAGS) -o $@ $@.ccp --target-dir=$(INSTALLDIR) $(TESTFILE)clean:rm -f $(TESTFILE)
第三步：编译生成dc_motor.ko与dcMotor_test二进制执行文件
- 将驱动程序dc_motor.c与其对应Makefile文件放在同一目录下，然后在该目录下执行命令make，生成目标文件dc_motor.ko
注意：Makefile中可能制定了生成的二进制执行文件安装路径：INSTALLDIR = 某某某- 将驱动程序dcMotor_test.c与其对应Makefile文件放在同一目录下，然后在该目录下执行命令make，生成目标文件dcMotor_test
注意：Makefile中可能制定了生成的二进制执行文件安装路径：INSTALLDIR = 某某某
需要知道的是，以上的编译属于交叉编译，Makefile文件中已指定相应的交叉编译器
第四步：将dc_motor.ko文件与dcMotor_test文件挂载到实验箱板子
- 将dc_motor.ko文件与dcMotor_test文件统一放在虚拟机的nfs_share目录上
- 在secureCRT命令框使用mount命令进行挂载，命令中的ip地址是虚拟机的ip地址
mount -o nolock,tcp 192.168.1.170:/home/Hello/nfs_share /mnt
第五步：在实验箱装载驱动并使用程序进行测试
- 在secureCRT中输入命令lsmod，然后回车，在返回的消息中如果找到有dc_motor字眼的一行，则使用rmmod dc_motor进行卸载原有驱动，确保实验箱系统不存在直流电机的驱动程序
lsmod //查看已存在驱动rmmod dc_motor //卸载dc_motor直流电机的驱动
- 进入到目录 /mnt，然后插入驱动dc_motor.ko，因为刚才把自己制作的驱动挂载到了/mnt目录下
insmod dc_motor.ko
- 测试，输入命令打开直流电机
./dcMotor_test
然后，选择1或4选项，发现直流电机转动，实验成功！
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