树莓派LED驱动编写

本文介绍了如何在树莓派3B(BCM2709 CPU)上编写LED驱动程序。首先,需要移植内核获取内核源码。驱动编写中,考虑了GPIO的物理地址0x3f200000及其在Linux MMU内存管理中的映射。注意BCM2708和BCM2709的IO起始地址差异,这是导致驱动出错的常见原因。最后,提供了驱动代码和测试步骤,包括编译模块、拷贝到树莓派并运行测试程序。

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编写LED驱动前需要移植树莓派内核,以获得内核源码,内核移植相关方法请参照上一篇《树莓派3B内核移植》。


我们在编写驱动程序的时候,IO空间的起始地址是0x3f000000,加上GPIO的偏移量0x2000000,所以GPIO的物理地址应该是从0x3f200000开始的,然后在这个基础上进行Linux系统的MMU内存虚拟化管理,映射到虚拟地址上。


特别注意,BCM2708 和BCM2709 IO起始地址不同,BCM2708是0x20000000,BCM2709是0x3f000000,这是造成大部分人驱动出现“段错误”的原因。树莓派3B的CPU为BCM2709。


驱动代码:

#include <linux/miscdevice.h>    
#include <linux/delay.h>    
#include <asm/irq.h>    
#include <linux/kernel.h>    
#include <linux/module.h>    
#include <linux/init.h>    
#include <linux/mm.h>    
#include <linux/fs.h>    
#include <linux/types.h>    
#include <linux/delay.h>    
#include <linux/moduleparam.h>    
#include <linux/slab.h>    
#include <linux/errno.h>    
#include <linux/ioctl.h>    
#include <linux/cdev.h>    
#include <linux/string.h>    
#include <linux/list.h>    
#include <linux/pci.h>    
#include <asm/uaccess
### 树莓派 LED 驱动程序开发指南 #### 准备工作 为了成功开发树莓派上的LED驱动程序,首先需要准备并安装操作系统。推荐按照官方指导下载适合的镜像文件[^2],并通过工具如 SDFormatter 和 imager_1.8.1 完成SD卡的格式化与烧录过程。 #### GPIO接口配置 在树莓派上控制LED的关键在于正确配置GPIO引脚。可以通过Python库`RPi.GPIO`或者更底层的方式直接操作设备节点 `/dev/gpiomem` 来实现对GPIO的操作[^3]。对于初学者来说,使用高级语言如Python会更加便捷。 #### 编写简单的LED驱动 下面是一个基于Python编写的简单LED驱动示例代码: ```python import RPi.GPIO as GPIO import time # 设置GPIO模式为BCM编号方式 GPIO.setmode(GPIO.BCM) # 设定具体的GPIO针脚号作为输出端口 led_pin = 17 GPIO.setup(led_pin, GPIO.OUT) try: while True: # 将指定pin设为高电平使LED亮起 GPIO.output(led_pin, GPIO.HIGH) time.sleep(1) # 延迟一秒 # 将指定pin设为低电平让LED熄灭 GPIO.output(led_pin, GPIO.LOW) time.sleep(1) # 再次延迟一秒 except KeyboardInterrupt: pass finally: GPIO.cleanup() # 清理释放资源 ``` 此段代码展示了如何利用循环结构不断改变特定GPIO引脚的状态从而达到闪烁效果[^1]。 #### 测试环境搭建 如果希望进一步深入研究,则可能涉及到内核模块级别的开发。这通常意味着要熟悉Linux Kernel Module (LKM),并且能够理解C语言中的指针概念以及内存管理机制等内容。不过这对于大多数应用场合而言并不必要;上述方法已经足够满足日常需求。 #### 资源链接 - **Raspberry Pi OS Download**: 提供稳定版本的操作系统用于启动项目基础架构构建. - **Pin Configuration Example with Python List Comprehension**: 展现了另一种创建多个连续I/O对象的方法.
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