嵌入式系統開發新手必讀：LED子系統入門

一、LED子系統——框架分析

1、前言

我們學習嵌入式，無論是C51、STM32或者是ARM，都是從點燈開始的，點燈在嵌入式中的地位等同于Hello World在各大語言中的地位！

雖然LED功能簡單，但是其麻雀雖小，五臟俱全，在學習Linux驅動開發的過程中，學習LED子系統，往往也能夠起到牽一發而動全身的作用，也更有益于大家熟悉驅動開發的框架！

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2、LED裸機處理

我們在學習Linux驅動框架的時候，第一步要做的就是去掉子系統的面紗，先弄明白裸機處理的流程！

有嵌入式經驗的朋友，對LED的裸機在清楚不過了，上面是LED的硬件電路，通常一端接到VCC，一端接到GPIO，當GPIO拉低時，LED亮；當GPIO拉高時，LED滅。

在這里裸機我們不過多了解了，目的在于窺探LED子系統。

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3、LED子系統框架

框架是什么？

框架是一個規范，為我們開發者增加限制的同時，也是為了更好的開發新的程序，新的功能，其目的主要是：將不變的成分剝離開來，固化進框架，讓開發者做最少的事情!

框架所處的位置，正如上圖所示，由下往上看：

• Hardware：我們的硬件設備，指的是LED
• 硬件驅動層：是直接操作硬件的實現，用于驅動硬件，實現相應的功能，并且將硬件設備注冊進框架之中。
• 核心層：將LED進行統一管理，提供注冊，注銷，管理LED等相關接口，起到呈上啟下的作用，方便上層調用。
• 用戶層：用戶通過sysfs文件系統中對應的文件節點，能夠直接控制LED的亮滅。

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4、LED子系統目錄結構及核心文件

了解完LED子系統框架之后，我們來分析一下其相關的目錄結構！

ketnel
│???└──?driver
│???│???└──?leds
│???│???│???├──?Makefile
│???│???│???├──?led-core.c
│???│???│???├──?led-gpio.c
│???│???│???├──?led-class.c
│???│???│???├──?led-triggers.c
│???│???│???├──?......
│???│???│???└──?trigger
│???│???│???│???├──?ledtrig-cpu.c
│???│???│???│???├──?ledtrig-heartbeat.c
│???│???│???│???├──?.......

上面即為LED子系統的目錄結構，其主要核心文件有：

• led-gpio.c：硬件驅動層實現，直接控制硬件設備，并且將其操作硬件設備的接口，注冊進入LED驅動框架
• led-core.c：核心層實現，抽象軟件實現的相關功能，如閃爍，亮度設置等等，并管理LED設備
• led-class.c：完成邏輯設備的注冊以及相應屬性文件的添加
• led-triggers.c：LED觸發功能的抽象，提供注冊接口以及閃爍功能控制
• ledtrig-cpu.c：將LED作為CPU燈
• ledtrig-heartbeat.c：將LED作為心跳燈

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5、sysfs目錄結構

在上面，我們了解了Linux下LED子系統相關的幾個重要文件，那么該子系統在嵌入式設備的sysfs中的呈現方式又是如何的呢？

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5.1 確保LED子系統打開

我們如果在內核中打開了LED子系統目錄下的Makefile文件，也就是kernel/drivers/leds/Makefile，我們看到

#?SPDX-License-Identifier:?GPL-2.0

#?LED?Core
obj-$(CONFIG_NEW_LEDS)???+=?led-core.o
obj-$(CONFIG_LEDS_CLASS)??+=?led-class.o
obj-$(CONFIG_LEDS_CLASS_FLASH)?+=?led-class-flash.o
obj-$(CONFIG_LEDS_TRIGGERS)??+=?led-triggers.o

......

我們必須在內核的配置中，通過 make menuconfig打開LED的相關配置，才支持LED相關功能。

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5.2 查看sysfs文件結構

我們在開發板中輸入ls /sys/class/leds/，可以查看LED子系統生成的文件信息。

根據打開配置的不同，生成不同的文件節點

查看一下CPU節點的信息

#在開發板上有cpu目錄，可在開發板上執行如下命令查看
ls?/sys/class/leds/cpu

相關屬性文件有：brightness、max_brightness、trigger等

• max_brightness文件：表示LED燈的最大亮度值。
• brightness文件：表示當前LED燈的亮度值，它的可取 值范圍為[0~max_brightness]，一些LED設備不支持多級亮度，直接以非0值來 表示LED為點亮狀態，0值表示滅狀態。
• trigger文件：則指示了LED燈的觸發方式，查看該文件的內容時，該文件會 列出它的所有可用觸方式，而當前使用的觸發方式會以“[]”符號括起。

常見的觸 發方式如下表所示：

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6、總結

好啦，本篇主要介紹了LED子系統框架，下面我們來回顧一下：

1. 明白裸機中LED底層硬件的操作方法
2. 了解Linux下LED子系統驅動框架以及每層含義
3. 了解Linux和sysfs的文件分布

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