I.MX6U 裸机开发3. GPIO操作控制LED灯

I.MX6U 裸机开发3. GPIO操作控制LED灯

  • 一、创建项目目录及源文件
    • 1. 新建目录
    • 2. 远程开发环境
    • 3. 创建源文件
  • 二、代码编写
    • 1. 打开时钟
    • 2. 配置端口复用功能为GPIO
    • 3. 配置端口电气属性
    • 4. 设置GPIO方向（GDIR寄存器）
    • 5. 输出
    • 6. 死循环等待
  • 三、编译程序
    • 1. 整体过程
    • 2. 编译，使用命令 arm-linux-gnueabihf-gcc
    • 3. 链接，使用命令 arm-linux-gnueabihf-ld
      • 3.3.1 起始地址
      • 3.3.2 DDR初始化
      • 3.3.3 链接命令：
    • 4. 格式转换 arm-linux-gnueabihf-objcopy
    • 5. 反汇编
  • 四、烧写测试
    • 1. 准备工具
    • 2. 将SD卡通过读卡器连接到虚拟机
    • 3. 烧写
  • 五、执行
    • 1. SD卡插到开发板
    • 2. 引导方式拨码开关调到SD卡模式
  • 六、创建 makefile

在这里插入图片描述

一、创建项目目录及源文件

1. 新建目录

~/linux/IMX6ULL/Board_Drivers/1_leds

2. 远程开发环境

为了方便远程开发，可在本地的vscode安装 Remote Development 插件：
在这里插入图片描述
设置方法：
点View-Command Palette,输入Remote，选择 Remote-SSH：Add New SSH Host…
在这里插入图片描述
按提示格式输入：
ssh root:123456@192.168.222.129
账号密码按自己真实情况填写，

点击
在这里插入图片描述
点击自己Ubuntu设备后的连接：
在这里插入图片描述
接下来的提示窗口按提示选择即可：
在这里插入图片描述
接下来点击 Open Folder，选择ubuntu上的开发目录 ：
在这里插入图片描述

3. 创建源文件

leds.s
在这里插入图片描述

二、代码编写

1. 打开时钟

I.MX6U的时钟寄存器，首先到IMX6ULL参考手册找到 CCGR0~CCGR6地址，通过设置为0xFFFFFFFF把时钟全部使能。
在这里插入图片描述
初始化代码：

.global _start @全局标号_start:/* 使能CCGR0的全部时钟 */LDR R0, =0x020C4068     @ 把 CCGR0 的内存地址赋值给R0LDR R1, =0xFFFFFFFF      @ R1 里赋值STR R1, [R0]            @ 把 CCGR0 全部设置为高/* 使能CCGR1的全部时钟 */LDR R0, =0x020C406CSTR R1, [R0]/* 使能CCGR2的全部时钟 */LDR R0, =0x020C4070STR R1, [R0]/* 使能CCGR3的全部时钟 */LDR R0, =0x020C4074STR R1, [R0]/* 使能CCGR4的全部时钟 */LDR R0, =0x020C4078STR R1, [R0]/* 使能CCGR5的全部时钟 */LDR R0, =0x020C407CSTR R1, [R0]/* 使能CCGR6的全部时钟 */LDR R0, =0x020C4080STR R1, [R0]

2. 配置端口复用功能为GPIO

在手册找到 1571 页，
在这里插入图片描述

代码：

@ 配置 GPIO1_IO03的复用功能@ IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 = 5LDR R0, =0x020E0068LDR R1, =0x00000005STR R1, [R0]

3. 配置端口电气属性

在手册第1793页：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

设置：

  • bit0： SRE压摆率，设置为0低速率
  • bit5~3：DSE驱动能力，设置为110 (R0/6)
  • bit7~6：设置为10（100Mhz）
  • bit11：设置为0，关闭开漏输出
  • bit12：PKE设置为1，使能pull/keeper
  • bit13：PUE设置为0，保持
  • bit15~14：PUS设置为00， 等效100欧下拉
  • bit16：HYS设置为0关闭
    代码：
    LDR R0, =0x020E02F4LDR R1, =0x10b0STR R1, [R0]

4. 设置GPIO方向（GDIR寄存器）

手册第 1357 页：
在这里插入图片描述

    LDR R0, =0x0209C004LDR R1, =0x8STR R1, [R0]

5. 输出

在这里插入图片描述

    /* 设置GPIO1_IO03输出低电平 */LDR R0, =0x0209C000LDR R1, =0x0STR R1, [R0]

6. 死循环等待

B .

三、编译程序

1. 整体过程

  1. 编译：将.c .s文件编译为 .o 目标文件
  2. 链接：将所有的.o 文件链接为 elf 格式可执行文件
  3. 将 elf 转成.bin 文件。

2. 编译，使用命令 arm-linux-gnueabihf-gcc

命令：

arm-linux-gnueabihf-gcc -g -c leds.s -o led.o

3. 链接，使用命令 arm-linux-gnueabihf-ld

3.3.1 起始地址

为了确定程序在内存中的加载位置，链接器通过链接脚本或命令行参数要指定起始地址。指定起始地址有以下作用：

  1. 内存布局控制：指定起始地址可以确保程序的各个部分（如代码段、数据段、堆栈等）在内存中有序排列，避免冲突。
  2. 硬件要求：某些嵌入式系统或硬件平台的特定要求。
  3. 调试和诊断：指定起始地址有助于调试和诊断，因为开发人员可以明确知道程序在内存中的位置。

使用 I.MX6ULL时，链接起始地址应指向RAM地址。而RAM分为内部RAM和外部RAM，根据文档可查询到，其RAM范围：

  • 内部RAM的范围是 0x900000~0x91FFFF，
  • 外部RAM的范围，需要视开发板而定。

我这里使用的正点原子I.MX6U-MINI开发板，512M字节的DDR范围是 ：
0x80000000~0x9FFFFFFF
对于256M字节的DDR的范围是：
0x80000000~0x8FFFFFFF

本系列博文，链接地址使用了0x87800000，这是以后要学到的Uboot的链接地址就是0x87800000，这里沿用其设置。

3.3.2 DDR初始化

DDR内存模块，在上电后处于未定义状态，要使用需要先初始化。
这里我们要添加一个头部，在这个头部实现 从指定存储中读取头部、初始化DDR，并将bin拷贝到指定地方。
Bin的运行地址要和链接地址保持一致。

3.3.3 链接命令：

arm-linux-gnueabihf-ld  -Ttext 0x87800000 led.o -o led.elf

4. 格式转换 arm-linux-gnueabihf-objcopy

本步骤有以下作用：

  1. 格式转换：将目标文件从一种格式转换为另一种格式。例如，从 ELF 格式转换为二进制格式。
  2. 去除符号表：可以去除目标文件中的符号表和调试信息，以减小文件大小。
  3. 提取部分内容：可以从目标文件中提取特定的部分，如只提取代码段或数据段。
  4. 合并文件：可以将多个目标文件合并为一个文件。
  5. 修改段属性：可以修改目标文件中段的属性，如段的起始地址、大小等。

命令：

arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S -g led.elf led.bin

5. 反汇编

这一步不是为了烧写，而是为了方便以后调试代码。
命令：

arm-linux-gnueabihf-objdump -D led.elf > led.dis

反汇编生成的文件示例：
在这里插入图片描述

四、烧写测试

I.MX6U 支持 SD卡、EMMC、NAND、NOR、SPI Flash，本例程使用烧写到SD卡。
烧写工具使用： imxdownload。

1. 准备工具

将 imxdownload 其拷到ubuntu的tools目录下：
在这里插入图片描述
使用 chmod +x imxdownload 给文件可执行权限。
在这里插入图片描述
imxdownload 工具会向led.bin添加一个头部。

2. 将SD卡通过读卡器连接到虚拟机

先在ubuntu上执行命令：

ls /dev/sd* -l

输出如下内容：
在这里插入图片描述
将U盘连接到Ubuntu虚拟机，再次执行：

ls /dev/sd* -l

输出如下：
在这里插入图片描述
其中 /dev/sdb有一个/dev/sdb1备用设备，这个/dev/sdb 就是目标SD卡。

3. 烧写

命令：

../tools/imxdownload led.bin /dev/sdb

在这里插入图片描述
其中的load.imx就是最终烧写到SD卡的文件。

五、执行

1. SD卡插到开发板

在这里插入图片描述

2. 引导方式拨码开关调到SD卡模式

默认是 EMMC启动方式，按丝印所示调整为SD卡模式：
在这里插入图片描述
通过 USB_TTL 上电，
执行效果，启动后等1-2秒，LED1亮。
在这里插入图片描述

六、创建 makefile

led.bin : leds.sarm-linux-gnueabihf-gcc -g -c leds.s -o led.oarm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0x87800000 led.o -o led_elfarm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S -g led_elf led.binarm-linux-gnueabihf-objdump -D led_elf > led.dis
clean:rm -f *.bin *.o *.dis *.elf.PHONY: clean

以后可以下面命令来代码前面的编译、链接、格式转换等工作:

make clean
make

如果提示make没有安装，可以使用：

sudo apt install make -y

安装 make 。

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