单片机知识是Linux驱动开发的基础之一

发表于 2018-03-07 20:35:35 收藏 已收藏
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单片机知识是Linux驱动开发的基础之一

发表于 2018-03-07 20:35:35

这是arm裸机1期加强版第1课第2节课程的wiki文字版。



为什么没前途也要学习单片机?


因为它是个很好的入口。

学习单片机可以让我们抛开复杂的软件结构,先掌握硬件操作,如:看原理图、芯片手册、写程序操作寄存器等。在上一节视频里,我刚把单片机贬得一无是处,说单片机没前途了,这节视频,我又要告诉你们,没有前途,也要学习单片机。为什么?

首先,我说不用学习单片机,是指不要使用老一套得学习方法学习单片机。什么叫老一套的方法?

· 硬件上:不要使用C51、STM32这些专用的单片机开发板。如果以后,你不打算从事单片机开发,你用这些芯片干嘛,研究了两三个月,把这些寄存器都用清楚了,你又用不上,没必要啊。

· 软件上:不要使用Keil、MDK等集成度太高的软件。你用这些软件,你写个main()就可以了,然后调用各种库,进行傻瓜式操作。这些好用的工具,封装了很多技术细节,使得我们没法了解裸机、单片机的本质。

以后我们会使用新一套的方法来进行单片机的开发。新一套的方法,我们后面再介绍。

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我们之所以还要学习单片机,是因为它里面的知识,对我们后续学习Linux还是有用的。我们首先来看看,一个Linux系统是怎么一回事。 一个嵌入式Linux系统的软件组成: 单片机大全Bootloader–>Linux驱动–>Linux APP–>Linux GUI(Android/QT)。我们PC机一上电的时候,黑色屏幕上会显示BIOS,这个BIOS目的是去启动Windows内核。Windows内核再挂载C盘(系统盘)、D盘(应用盘),最后再去启动应用程序,像QQ、网游等。 同样的道理,我们的Android手机或者工控设备,也有BIOS,但嵌入式Linux系统里面不叫BIOS,叫Bootloader,他的目的是去启动Linux内核。 它首先也是识别应用程序所在的存储设备,挂载根文件系统(在Windows系统里面的C盘、D盘,在Linux里面称为根文件系统)。最后去启动应用程序。

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仔细的分析下Bootloader,它去启动内核,它去哪里启动内核呢? 显然是去某个地方读出内核,就比如说BIOS是去C盘上读出Windows内核,我们的Bootloader是去Flash或者SD卡读取内核。因此Bootloader要拥有读取Flash或者SD卡的能力。有些Bootloader还要显示logo,因此还要具有操作LCD的能力。Bootloader还要设置开发板的环境,比如,初始化时钟、初始化内存、还要设置网卡等。这么多事情,都是在Bootloader里面实现的,太复杂了,如果你一来就分析整个Bootloader是非常困难的。

那我们怎么学习呢? 把他拆开,写出单独的程序,比如:LED点灯、时钟、网卡、Flash都单独写个程序来练习,这些不就是单片机程序吗?所以说,Bootloader是单片机程序的大全。我们为了更好的学习Bootloader,我们应该事先一个一个练习硬件,当我们熟悉每个硬件后,再组合起来,就是一个Bootloader。

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我们再来看看Bootloader启动内核之后,内核再去挂载根文件系统,意味着内核也要有操作硬件的能力,这就是驱动程序。我们首先来看看一个简单的驱动程序是什么样子。首先我们的应用程序是调用open()、read()、write()这些标准的接口去访问硬件。那么就进入驱动程序里面,驱动程序里面有对应的drive_open()、drive_read()、drive_write()。最后在驱动程序里面,去配置硬件。比如一个LED点灯驱动,那么drive_open()要把GPIO设置为输出引脚,drive_read(),返回GPIO状态,driver_write()则写GPIO,让引脚输出高电平或者低电平。

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对于我们的LED驱动程序,你需要提供drive_open()、drive_read()、drive_write()这些接口,这就是它的框架。具体的怎么操作硬件,就是硬件操作。所以说,我们事先在单片机里面,熟悉熟练的掌握硬件操作。即驱动程序的组成:

驱动程序=软件框架+硬件操作

你需要学会看原理图、看硬件怎么连接、看芯片手册、知道怎么读写寄存器。这一切都可以先在单片机里面学习,去掌握。以后学习Linux驱动时,把重点放在软件框架就行了。

我们可以事先学习单片机,单片机的学习可以让我们先抛开复杂的软件结构,先掌握硬件的操作,如:看原理图、芯片手册、写程序操作寄存器等。这就是为什么单片机没有前途,我们也要学习。是因为他里面涉及的硬件操作,对我们后续的学习,非常有用处。

现在我们知道了,我们学习单片机,不是为了掌握单片机的开发技能,而是为了掌握Bootloader,掌握硬件操作

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原帖转自:http://bbs.elecfans.com/jishu_1544437_1_1.html


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