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【经验分享】一文弄清51、STM32、Linux点灯的区别

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STMCU小助手 发布时间:2022-3-17 18:04
嵌入式初学者入门的第一个“项目”就是LED点灯,那么,本文带你看看51、STM32、Linux点灯有什么区别?

51点灯
51点灯,是很多单片机初学者的首选,难度也是相对比较低的。
准备工作:
  • 51开发板(以STC51单片机为例)
  • Keil C51、STC-ISP下载软件


51单片机开发,通常是直接操作寄存器,比如P1_0对应LED的IO口。
源代码:
  1. #include <reg51.h>
  2. sbit LED = P1^0;
  3. void main(){    LED = 0;
  4.     while(1);}
复制代码

STM32点灯
相对于51点灯,STM32点灯难度系数要大一点,因为STM32外设资源更多,启动文件更复杂,很多新手看到之后直接就放弃了。
其实,也很简单,下面分别通过寄存器标准外设库点灯,你就知道明白了。
准备工作:
  • STM32开发板
  • Keil MDK、ST-LINK Utility下载软件

1、寄存器版本
直接操作寄存器,需要深入理解每个寄存器每个bit位的含义(不建议初学者一开始就学寄存器),而且,源码看起来比较多:

  1. #include "stm32f4xx.h"

  2. /* 主函数*/
  3. int main(void)
  4. {
  5.     /*开启 GPIOH 时钟,使用外设时都要先开启它的时钟*/
  6.     RCC_AHB1ENR |= (1<<7);

  7.     /* LED 端口初始化 */
  8.     /*GPIOH MODER10 清空*/
  9.     GPIOH_MODER &= ~( 0x03<< (2*10));

  10.     /*PH10 MODER10 = 01b 输出模式*/
  11.     GPIOH_MODER |= (1<<2*10);

  12.     /*GPIOH OTYPER10 清空*/
  13.     GPIOH_OTYPER &= ~(1<<1*10);

  14.     /*PH10 OTYPER10 = 0b 推挽模式*/
  15.     GPIOH_OTYPER |= (0<<1*10);

  16.     /*GPIOH OSPEEDR10 清空*/
  17.     GPIOH_OSPEEDR &= ~(0x03<<2*10);

  18.     /*PH10 OSPEEDR10 = 0b 速率 2MHz*/
  19.     GPIOH_OSPEEDR |= (0<<2*10);

  20.     /*GPIOH PUPDR10 清空*/
  21.     GPIOH_PUPDR &= ~(0x03<<2*10);

  22.     /*PH10 PUPDR10 = 01b 上拉模式*/
  23.     GPIOH_PUPDR |= (1<<2*10);

  24.     /*PH10 BSRR 寄存器的 BR10 置 1,使引脚输出低电平*/
  25.     GPIOH_BSRR |= (1<<16<<10);  //点灯

  26.     while (1);
  27. }
复制代码


2、标准外设库版本
标准外设库,就是ST官方已经把寄存器进行封装过一次,你直接调用函数借口即可。
  1. #include "stm32f10x.h"

  2. /*  LED时钟端口、引脚定义*/
  3. #define LED_PORT       GPIOC   
  4. #define LED_PIN       GPIO_Pin_0
  5. #define LED_PORT_RCC            RCC_APB2Periph_GPIOC

  6. void LED_Init()
  7. {
  8.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;        //定义结构体变量

  9.     RCC_APB2PeriphClockCmd(LED_PORT_RCC, ENABLE);

  10.     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = LED_PIN;                //选择你要设置的IO口
  11.     GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;      //设置推挽输出模式
  12.     GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;       //设置传输速率
  13.     GPIO_Init(LED_PORT,&GPIO_InitStructure);              //初始化GPIO

  14.     GPIO_SetBits(LED_PORT, LED_PIN);                       //将LED端口拉高,熄灭LED
  15. }

  16. int main()
  17. {  
  18.   LED_Init();
  19.   GPIO_ResetBits(LED_PORT,GPIO_Pin_0);//点灯

  20.     while(1);
  21. }
复制代码



Linux点灯
Linux点灯,相对来说就更复杂了。当然,有一些已经搭建好的环境,就相对简单一点,也比较容易。如果自己一步一步移植系统、写驱动···就很复杂。

1、树莓派
我们这里以【开源库wiringPi】为例:
  • 下载U-boot源码,配置、编译;
  • 下载Linux内核、配置、编译(一般开发板都会有现成的配置文件);
  • 制作跟文件系统;(以上三个步骤,如果没有一定的Linux基础,可以使用一键烧写)
  • 移植开源库WiringPi;
  • 查看电路图找到LED对应的引脚,程序需要用到引脚号;
  • 编码、交叉编译;
  • 下载运行。


准备工作做好之后,点灯的源码就比较简单:
  1. #include <wiringPi.h>

  2. int main(void)
  3. {
  4.     wiringPiSetup() ;
  5.     pinMode (7, OUTPUT);
  6.     gitalWrite(7, HIGH);
  7.     while(1);
  8. }
复制代码



2、Linux驱动点灯
在所有的点灯方法中,这个方法难度系数极高,涵盖了嵌入式开发从上层应用到底层驱动。步骤涉及了驱动代码编写、Linux内核模块添加、移植操作系统、Linux应用程序编写
这里分享一下mini2440经典LED驱动源码:

  1. #include <linux/init.h>
  2. #include <linux/module.h>
  3. #include <linux/fs.h>
  4. #include <linux/miscdevice.h>
  5. #include <linux/ioctl.h>
  6. #include <linux/gpio.h>
  7. #include <mach/regs-gpio.h>
  8. #include "led.h"

  9. static int led_open(struct inode *inode, struct file *file)
  10. {  
  11.     s3c2410_gpio_cfgpin(S3C2410_GPB(5), S3C2410_GPIO_OUTPUT);
  12.     s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB(5), 1);   
  13.     return 0;
  14. }

  15. static int led_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
  16. {  
  17.     switch (cmd) {  
  18.         case LED_ON:   
  19.             s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB(5), 0);   
  20.             return 0;  
  21.         case LED_OFF:   
  22.             s3c2410_gpio_setpin(S3C2410_GPB(5), 1);   
  23.             return 0;  
  24.         default:   
  25.             return -EINVAL;  
  26.         }
  27. }

  28. static struct file_operations led_fops = {  
  29.     .owner = THIS_MODULE,  
  30.     .open = led_open,  
  31.     .ioctl = led_ioctl,
  32. };

  33. static struct miscdevice led_misc = {  
  34.     .minor = MISC_DYNAMIC_MINOR,  
  35.     .name = "led",  
  36.     .fops = &led_fops,
  37. };

  38. static int led_init(void){  
  39.     return misc_register(&led_misc);
  40. }

  41. static void led_exit(void){  
  42.     misc_deregister(&led_misc);
  43. }

  44. MODULE_LICENSE("Dual BSD/GPL");
  45. module_init(led_init);
  46. module_exit(led_exit);
复制代码



驱动写了,然后就是应用层代码:


  1. #include <sys/types.h>
  2. #include <sys/stat.h>
  3. #include <fcntl.h>
  4. #include <sys/ioctl.h>
  5. #include <unistd.h>
  6. #include <stdio.h>
  7. #include "led.h"

  8. int main(void){        
  9.     int fd;         
  10.     fd = open("/dev/led", O_RDWR);         
  11.     if (fd < 0) {               
  12.         printf("No such device!\n");               
  13.         return -1;        
  14.     }         
  15.     while (1) {               
  16.         ioctl(fd, LED_ON);               
  17.         sleep(1);               
  18.         ioctl(fd, LED_OFF);               
  19.         sleep(1);        
  20.         }         

  21.     close(fd);         
  22.     return 0;
  23. }
复制代码




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