《领航者ZYNQ之嵌入式Linux开发指南_V2.0》第八章 Linux外设的使用

正点原子

1）实验平台：正点原子领航者V2 ZYNQ开发板
2)  章节摘自【正点原子】《领航者ZYNQ之嵌入式Linux开发指南_V2.0》
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第八章 Linux基础外设的使用

       通过对Petalinux和XSDK的学习我们了解了如何使用Petalinux定制Linux和如何使用XSDK开发Linux应用。本章我们学习如何通过Linux系统控制领航者开发板上的基础外设，如LED、EEPROM等。这些外设都可以在终端通过Shell来控制，非常方便。

       1.1GPIO之LED的使用
       GPIO驱动程序通过sysfs文件系统提供了用户空间对GPIO的访问，因而通过终端控制LED极其方便。我们启动领航者开发板，进入第六章定制的Linux系统后在串口终端中输入如下命令进入到sysfs文件系统的leds接口处：

1. cd /sys/class/leds
   
2. ls

复制代码

         通过ls命令可以看到我们在设备树中配置的led设备，如下图所示：

图 8.1.1 查看led设备

       这6个LED对应领航者开发板上的6个LED灯，名字的命名跟板子上对应LED丝印上的名字是一样的。我们先来看下led下的内容，以ps_led0为例，输入“ls ps_led0”，执行结果如下图所示：

图 8.1.2 led下的内容

       可以看到有有brightness和trigger。brightness可以控制led灯的亮灭，trigger可以选择触发方式。我们向ps_led0的brightness写入0，即输入“echo 0 > ps_led0/brightness”命令控制led灭，如下图所示：

图 8.1.3 控制PS_LED0灭

       可以看到领航者底板上的PS_LED0被熄灭，现在输入“echo 1 > ps_led0/brightness”命令，如下图所示：

图 8.1.4 控制PSLED0亮

       可以看到领航者底板上的PS_LED0灯亮，这就是通过brightness属性文件来控制led灯的亮灭，其他led灯也可以以此种方式控制。
       现在我们来看下如何通过trigger来控制led的触发方式。首先输入“cat ps_led0/trigger”命令看下有多少种触发方式，如下图所示：

图 8.1.5 查看触发方式

       可以看到触发方式非常多，当前触发方式为none，也就是表示无任何触发反应。
       现在试一下timer触发，输入命令“echo timer > ps_led0/trigger”，如下图所示：

图 8.1.6 timer触发

       可以看到底板上的PS_LED0以定时器的方式每秒闪烁一次，这就是timer触发方式的效果。现在来看下heartbeat触发方式的效果，输入命令“echo heartbeat > ps_led0/trigger”，如下图所示：

图 8.1.7 heartbeat触发方式

       此时可以看到开发板上的PS_LED0像心跳一样的闪烁，这就是heartbeat触发方式的效果。其它触发方式，这里就不给大家一一列举了，有兴趣的读者可以自行实验，需要提醒的是并不是所有的触发方式都能有反应，必须满足触发条件才行。
       1.2IIC之EEPROM与RTC的使用
       在6.2.7小节配置设备树的时候，我们在设备树文件中配置了两个I2C外设，一个是EEPROM，另一个是RTC。首先我们来看下如何读写EEPROM。
       在/sys/class/i2c-adapter目录下有两个I2C总线控制器，如下图所示：

图 8.2.1 I2C总线控制器

i2c-1和i2c-2分别对应ZYNQ PS端的两个I2C总线控制器，开发板上的EEPROM和RTC都挂载在i2c-1总线下。我们进入到/sys/class/i2c-adapter/i2c-1/目录下，查看该目录下的内容，如下图所示：

图 8.2.2 i2c-1总线下挂载的器件

       可以看到有50和51两个不同的器件地址对应的文件夹，分别对应eeprom和RTC。
       进入到1-0050/目录下，可以看到该目录有一个eeprom属性文件，如下图所示：

图 8.2.3 eeprom属性文件

       可以通过eeprom属性文件对eeprom设备进行读写操作，譬如向eeprom设备中写入“hello world”，然后读取出来，输入命令如下：

1. echo "hello world" > eeprom
   
2. head -1 eeprom

复制代码

        执行结果如下图所示：

图 8.2.4 读写eeprom

       至此我们eeprom设备的读写就完成了。下面我们来看另一个I2C设备--RTC。
       我们进入到1-0051/目录下，看下其目录内容，输入命令如下：

1. cd ../1-0051/
   
2. ls -l

复制代码

        执行结果如下图所示：

图 8.2.5 RTC

       可以看到有一个rtc文件夹，那么操作rtc是不是像eeprom那样呢？
       当然不是，对于rtc，linux有一个专用的命令：hwclock。
       在Linux中有硬件时钟与系统时钟两种时钟。硬件时钟是指电路板上的时钟设备，也就是通常可在BIOS画面设定的时钟。系统时钟则是指kernel中的时钟。当Linux启动时，系统时钟会去读取硬件时钟的设定，之后系统时钟即独立运作。所有Linux相关指令与函数都是读取系统时钟的设定。
       使用date和hwclock命令可分别查看和设定系统时钟和硬件时钟。
       在串口终端中输入下面的指令查看系统时间：

1. date

复制代码

       串口终端如下图所示：

图 8.2.6 查看系统时钟

       上图显示的就是当前的系统时间。
       在串口终端中输入下面的指令查看硬件（RTC）时钟：

1. hwclock

复制代码

       串口终端如下图所示：

图 8.2.7 查看RTC时钟

       上图中显示的便是当前RTC时钟芯片中的时间。
       在串口终端中输入下面的指令将系统时间设置为当前日期和时间（2019/11/11，15:15:00），然后使用date指令查看所设置的系统时间：

1. date -s "2019-11-11 15:15:00"
   
2. date

复制代码

       执行结果如下图所示：

图 8.2.8 设置系统时间

       在串口终端中输入下面的命令将系统时间写入RTC时钟芯片中，然后使用hwclock命令查看硬件时钟。

1. hwclock -w // 将系统时钟同步至硬件时钟
   
2. hwclock    // 查看硬件时钟

复制代码

       执行结果如下图所示：

图 8.2.9 写入RTC时钟