Linux驱动开发练习案例

news2025/4/8 23:12:57

1 开发目标

1.1 架构图

操作系统：基于Linux5.10.10源码和STM32MP157开发板，完成tf-a(FSBL)、u-boot(SSBL)、uImage、dtbs的裁剪；

驱动层：为每个外设配置DTS并且单独封装外设驱动模块。其中电压ADC测试，采用linux内核自带的stm32mp-xx驱动。

应用层：在linux环境下，通过xxx、xxx、xxx使用c语言开发一款WebServer，对内访问驱动获取数据或遥控硬件，向外部用户提供restful api访问接口；

1.2 驱动层功能

序号	驱动名称	挂载设备	技术点	备注
1	wd_drv	/dev/wd_drv	i2c总线模型	同一总线不同地址
2	light_drv	/dev/light_drv	i2c总线模型	同一总线不同地址
3	led_drv	/dev/led_drv	platform模型
4	dd_drv	/dev/dd_drv	spi总线模型
5	key_drv	/dev/key_drv	io信号驱动	阻塞式IO获取中断事件；根据不同按钮事件开关不同的led灯
6	电压测量	/sys/bus/iio/devices/iio:device0 /in_voltage1_raw	adc数据采集

1.3 应用层功能

序号	名称	api	api描述
1	led1控制	xx.xx.xx.xx:8080/api/led1	{"value":true} value的值控制灯的亮/灭
2	led2控制	xx.xx.xx.xx:8080/api/led2	{"value":false}
3	数显管控制	xx.xx.xx.xx:8080/api/dd_show	{"value":"0-温度"} 显示温度，2位小数 {"value":"1-湿度"} 显示湿度，2位小数 {"value":"2-光照"} 显示光照，整数 {"value":"3-电压值"} 显示电压值，整数，单位mV
4	获取测量值	xx.xx.xx.xx:8080/api/state	返回值： { "voltage": 95.9244, //电压值，单位mV "light": 83, //光照强度 "sd": 54.8788, //湿度 "wd": 24.7079 //温度 }

2 效果展示(部分)

2.1 webserver的界面效果

PS：并非通过html/css写的，而是通过mongoose官网编辑器生成： Mongoose官网

2.2 驱动模块安装列表

2.3 控制效果展示

（1）在web上，通过点击LED1或LED2的Toggle组件，可以实时控制LED亮灭

（2）在web上，通过下拉框，可以选择当前数显管显示什么内容(例如：温度和电压)

2.4 postman测试restful-api接口（部分）

3 源码

源码地址

iot_drivers: 驱动源码（见git）

webserver: webserver源码（见git）

linux设备树配置(部分)：

/ {
	myled{  //led设备树
		compatible = "zr,myled";
		led-gpios = <&gpioe 10 0>,<&gpiof 10 0>,<&gpioe 8 0>;
	};

    mykey{  //按键设备树
		interrupt-parent = <&gpiof>;
		interrupts=<9 0>,<7 0>,<8 0>;
	};

};

//基于I2C总线的 温度度传感器树 和 光照传感器设备树
&i2c1{
	pinctrl-names = "default", "sleep";//指定管脚复用的两种不同模式
    pinctrl-0 = <&i2c1_pins_b>;//设置默认模式下的管脚复用
    pinctrl-1 = <&i2c1_sleep_pins_b>;
    i2c-scl-rising-time-ns = <100>;//设置时钟线上升沿的时间
    i2c-scl-falling-time-ns = <7>;
    status = "okay";//状态设置为OKAY
    /delete-property/dmas;  //删除无用的属性
    /delete-property/dma-names;
   	mywd@40{
    	compatible="zr,mywd";
    	reg=<0X40>;
   };

	mylight@1e{
		compatible="zr,mylight";
		reg=<0x1e>;
	};
};

//基于spi总线的 数显管设备树
&spi4{
    pinctrl-names="default","sleep";
    pinctrl-0=<&spi4_pins_b>;
    pinctrl-1=<&spi4_sleep_pins_b>;
    //添加对片选线管脚的描述
    cs-gpios=<&gpioe 11 0>;
    status="okay";
    mydd@0{
        compatible="zr,mydd";
        spi-max-frequency = <10000000>;//设置当前spi工作的最大频率为10M
        reg=<0>;    
    };
};

//基于iio的电压采集设备树
&adc {
	vdd-supply = <&vdd>;
	vdda-supply = <&vdd>;
	vref-supply = <&vdd>;
	status = "okay";
	adc1: adc@0 {
		st,adc-channels = <0 1>;
		st,min-sample-time-nsecs = <10000>;
		status = "okay";
	};
};