蜂鸣器驱动程序设计
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蚌埠学院嵌入式系统开发技术课程设计专业：电子信息科学与技术（嵌入式）班级：电子信息2班学号：00000000000姓名：设计题目：蜂鸣器驱动程序设计2014年9月目录1.绪论 _________________________________________________________________3 1.1概要___________________________________________________________________ 31.2设计内容_______________________________________________________________ 42.开发环境的搭建 _______________________________________________________4 2.1Redhat的安装 ___________________________________________________________ 4 2.2安装arm-linux-gcc交叉编译器____________________________________________ 82.3安装及编译linux-2.6.29-mini2440-20090708内核 _____________________________ 83.字符设备驱动相关知识 _________________________________________________8 3.1模块机制_______________________________________________________________ 8 3.2字符设备开发基本步骤___________________________________________________ 9 3.3主设备号和次设备号____________________________________________________ 103.4实现字符驱动程序______________________________________________________ 114.蜂鸣器原理 __________________________________________________________13 4.1蜂鸣器的种类和工作原理________________________________________________ 13 4.2开发板上蜂鸣器原理图分析______________________________________________ 144.3GPB0-0参数____________________________________________________________ 145.总体设计 ____________________________________________________________15 5.1设计思路______________________________________________________________ 155.2设计步骤______________________________________________________________ 156. 驱动及测试程序 _____________________________________________________16 6.1beep.c _________________________________________________________________ 166.2beep_tset.c _____________________________________________________________ 207.运行结果及截图 ______________________________________________________21 综合设计总结与思考___________________________________________________231.绪论1.1概要linux 驱动在本质上就是一种软件程序，上层软件可以在不用了解硬件特性的情况下，通过驱动提供的接口，和计算机硬件进行通信。
系统调用是内核和应用程序之间的接口，而驱动程序是内核和硬件之间的接口，也就是内核和硬件之间的桥梁。
它为应用程序屏蔽了硬件的细节，这样在应用程序看来，硬件设备只是一个设备文件，应用程序可以象操作普通文件一样对硬件设备进行操作。
linux 驱动程序是内核的一部分，管理着系统中的设备控制器和相应的设备。
它主要完成这么几个功能：对设备初始化和释放；传送数据到硬件和从硬件读取数据；检测和处理设备出现的错误。
一般来说，一个驱动可以管理一种类型的设备。
例如不同的 U 盘都属于 mass storage 设备，我们不需要为每一个 U 盘编写驱动，而只需要一个驱动就可以管理所有这些 mass storage 设备。
为方便我们加入各种驱动来支持不同的硬件，内核抽象出了很多层次结构，这些层次结构是 linux 设备驱动的上层。
它们抽象出各种的驱动接口，驱动只需要填写相应的回调函数，就能很容易把新的驱动添加到内核。
一般来说， linux 驱动可以分为三类，就是块设备驱动，字符设备驱动和网络设备驱动。
块设备的读写都有缓存来支持，并且块设备必须能够随机存取。
块设备驱动主要用于磁盘驱动器。
而字符设备的 I/O 操作没有通过缓存。
字符设备操作以字节为基础，但不是说一次只能执行一个字节操作。
例如对于字符设备我们可以通过 mmap 一次进行大量数据交换。
字符设备实现比较简单和灵活。
1.2设计内容本次设计是简单的字符设备驱动设计，基于mini2440的蜂鸣器的驱动设计。
2.开发环境的搭建2.1Redhat的安装创建一个虚拟机：点击菜单栏File->New->Virtual machine。
点击下一步。
选择Typical选项。
选择Linux下的Red Hat Linux 填写虚拟机的命名和存储地址。
选择磁盘大小2.2安装arm-linux-gcc交叉编译器将 arm-linux-gcc-4.5.1.tgz复制到虚拟机的root目录下解压文件：tar zxvf arm-linux-gcc-4.5.1.tgz在bash_profile里添加路径：gedit ~/.bash_profiel路径 /root/usr/local/arm/4.5.1/binsource ~/.bash_profile 使更改生效2.3安装及编译linux-2.6.29-mini2440-20090708内核复制内核到root目录下解压内核文件 tar zxvf linux-2.6.29-mini2440-20090708.tgz使内核文件生效：cp config_mini2440_n35 .config使用make命令完成编译3.字符设备驱动相关知识3.1模块机制Linux提供了机制被称为模块（Module）的机制提供了对许多模块支持, 包括但不限于, 设备驱动每个模块由目标代码组成( 没有连接成一个完整可执行程序) insmod 将模块动态加载到正在运行内核rmmod 程序移除模块Linux内核模块的程序结构module_init()---模块加载函数（必须）通过insmod或modprobe命令加载内核模块时，模块的加载函数会自动被内核执行，完成模块的相关初始化工作●module_exit()---模块卸载函数（必须）当通过rmmod命令卸载某模块时，模块的卸载函数会自动被内核执行，完成与模块装载函数相反的功能●MODULE_LICENSE()---模块许可证声明（必须）模块许可证（LICENSE）声明描述内核模块的许可权限如果不声明LICENSE,模块被加载时，将收到内核被污染（kernel tainted）的警告●module_param()---模块参数（可选）模块参数是模块被加载的时候可以被传递给它的值，它本身对应模块内部的全局变量。
●EXPORT_SYMBOL()---模块导出符号（可选）内核模块可以导出符号（symbol，对应于函数或变量）到内核其他模块可以使用本模块中的变量或函数●其他一些声明MODULE_XXXXX()---模块声明（可选）模块加载函数static int __init initialization_function(void){/* 初始化代码*/}module_init(initialization_function);模块卸载函数static void __exit cleanup_function(void){/* 释放资源*/}module_exit(cleanup_function);3.2字符设备开发基本步骤●确定主设备号和次设备号●实现字符驱动程序实现file_operations结构体实现初始化函数，注册字符设备实现销毁函数，释放字符设备●创建设备文件节点3.3主设备号和次设备号●主设备号是内核识别一个设备的标识。
整数(占12bits)，范围从0到4095，通常使用1到255●次设备号由内核使用，用于正确确定设备文件所指的设备。
整数(占20bits)，范围从0到1048575，一般使用0到255 ●设备编号的内部表达dev_t类型(32位）：用来保存设备编号(包括主设备号(12位)和次设备号(20位))从dev_t获得主设备号和次设备号：MAJOR(dev_t);MINOR(dev_t);将主设备号和次设备号转换成dev_t类型：MKDEV(int major，int minor)；●分配主设备号手工分配主设备号：找一个内核没有使用的主设备号来使用。
#include <linux/fs.h>int register_chrdev_region( dev_t first, unsigned int count, char *name )；●动态分配主设备号：#include <linux/fs.h>int alloc_chrdev_resion(dev_t *dev，unsigned int firstminor，unsigned int count，char *name)；●释放设备号void unregister_chrdev_region(dev_t first, unsigned int count);3.4实现字符驱动程序●cdev 结构体struct cdev{struct kobject kobj; /* 内嵌的kobject 对象*/struct module *owner; /*所属模块*/struct file_operations *ops; /*文件操作结构体*/struct list_head list;dev_t dev; /*设备号*/unsigned int count;};●file_operations 结构体字符驱动和内核的接口：在include/linux/fs.h定义字符驱动只要实现一个file_operations结构体并注册到内核中，内核就有了操作此设备的能力。
