基于fs4412的Linux实验,实现电位器模拟烟雾浓度,设置一个浓度上限值,当采集值超过上限值时,LED开始闪烁,蜂鸣器响,当低于上限制时灯灭,蜂鸣器不响。原理是什么,怎么去实现,给出应用程序代码及编译文件和驱动程序代码及编译文件

时间: 2023-09-27 10:10:20 浏览: 45
这个实验需要基于fs4412开发板,使用ADC读取电位器的模拟信号,然后根据给定的浓度上限值进行比较,控制LED和蜂鸣器的状态。 具体步骤如下: 1. 连接电位器,将其接到fs4412开发板的ADC引脚上。 2. 编写应用程序代码,使用ADC驱动程序读取电位器的模拟信号,并将其转换为浓度值进行比较。如果浓度值超过上限值,则控制LED开始闪烁,蜂鸣器响;否则,LED熄灭,蜂鸣器停止响。 下面是应用程序代码示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <sys/ioctl.h> #include <linux/types.h> #include <linux/spi/spidev.h> #include <stdint.h> #include <string.h> #define ADC_DEV_PATH "/dev/adc" #define LED_OFF "0" #define LED_ON "1" #define BUZZER_OFF "0" #define BUZZER_ON "1" #define MAX_CONCENTRATION 500 int main(int argc, char **argv) { int fd, ret; uint16_t adc_value; float concentration; char led_status[2], buzzer_status[2]; fd = open(ADC_DEV_PATH, O_RDONLY); if (fd < 0) { printf("Failed to open ADC device %s\n", ADC_DEV_PATH); return -1; } while (1) { ret = read(fd, &adc_value, sizeof(adc_value)); if (ret < 0) { printf("Failed to read ADC value\n"); break; } concentration = adc_value * 5.0 / 4096 * 100; printf("Concentration: %.2f mg/m3\n", concentration); if (concentration > MAX_CONCENTRATION) { printf("Warning: Concentration exceeds the limit!\n"); sprintf(led_status, LED_ON); sprintf(buzzer_status, BUZZER_ON); } else { sprintf(led_status, LED_OFF); sprintf(buzzer_status, BUZZER_OFF); } // Control LED and buzzer // ... usleep(500000); } close(fd); return 0; } ``` 3. 编写驱动程序代码,使用ADC模块进行模拟信号的读取,并将其转换为数字值返回给应用程序。 下面是驱动程序代码示例: ```c #include <linux/init.h> #include <linux/module.h> #include <linux/kernel.h> #include <linux/fs.h> #include <linux/cdev.h> #include <linux/device.h> #include <linux/io.h> #include <linux/uaccess.h> #define ADC_BASE_ADDR 0x13930000 #define ADC_CONTROL 0x00 #define ADC_CONFIG 0x04 #define ADC_DATA 0x08 #define ADC_CONFIG_VREF_EN BIT(7) #define ADC_CONTROL_EN BIT(0) #define ADC_CONTROL_START BIT(1) static dev_t adc_dev; static struct cdev adc_cdev; static struct class *adc_class; static struct device *adc_device; static void __iomem *adc_base; static int adc_open(struct inode *inode, struct file *filp) { void __iomem *regs; regs = ioremap(ADC_BASE_ADDR, SZ_4K); if (!regs) { printk(KERN_ERR "Failed to map ADC registers\n"); return -ENOMEM; } // Enable VREF writel(ADC_CONFIG_VREF_EN, regs + ADC_CONFIG); // Enable ADC writel(ADC_CONTROL_EN, regs + ADC_CONTROL); adc_base = regs; return 0; } static int adc_release(struct inode *inode, struct file *filp) { void __iomem *regs = adc_base; // Disable ADC writel(0, regs + ADC_CONTROL); // Disable VREF writel(0, regs + ADC_CONFIG); iounmap(regs); return 0; } static ssize_t adc_read(struct file *filp, char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos) { void __iomem *regs = adc_base; uint16_t data; // Start ADC conversion writel(ADC_CONTROL_START, regs + ADC_CONTROL); // Wait for conversion to complete while (!(readl(regs + ADC_CONTROL) & BIT(2))); // Read converted value data = readl(regs + ADC_DATA) & 0x0fff; if (copy_to_user(buf, &data, sizeof(data))) { printk(KERN_ERR "Failed to copy ADC value to user space\n"); return -EFAULT; } return sizeof(data); } static struct file_operations adc_fops = { .owner = THIS_MODULE, .open = adc_open, .release = adc_release, .read = adc_read, }; static int __init adc_init(void) { int ret; ret = alloc_chrdev_region(&adc_dev, 0, 1, "adc"); if (ret < 0) { printk(KERN_ERR "Failed to allocate ADC device number\n"); return ret; } cdev_init(&adc_cdev, &adc_fops); ret = cdev_add(&adc_cdev, adc_dev, 1); if (ret < 0) { printk(KERN_ERR "Failed to add ADC device\n"); goto err_cdev_add; } adc_class = class_create(THIS_MODULE, "adc"); if (IS_ERR(adc_class)) { printk(KERN_ERR "Failed to create ADC class\n"); ret = PTR_ERR(adc_class); goto err_class_create; } adc_device = device_create(adc_class, NULL, adc_dev, NULL, "adc"); if (IS_ERR(adc_device)) { printk(KERN_ERR "Failed to create ADC device\n"); ret = PTR_ERR(adc_device); goto err_device_create; } printk(KERN_INFO "ADC driver initialized\n"); return 0; err_device_create: class_destroy(adc_class); err_class_create: cdev_del(&adc_cdev); err_cdev_add: unregister_chrdev_region(adc_dev, 1); return ret; } static void __exit adc_exit(void) { device_destroy(adc_class, adc_dev); class_destroy(adc_class); cdev_del(&adc_cdev); unregister_chrdev_region(adc_dev, 1); printk(KERN_INFO "ADC driver exited\n"); } module_init(adc_init); module_exit(adc_exit); MODULE_AUTHOR("Your Name"); MODULE_DESCRIPTION("ADC Driver"); MODULE_LICENSE("GPL"); ``` 4. 编译驱动程序代码并加载到fs4412开发板中。 ```bash $ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- -C /path/to/linux-source M=$(pwd) modules $ scp adc.ko root@192.168.1.100:/root/ $ ssh root@192.168.1.100 # insmod adc.ko ``` 5. 编译应用程序代码并运行。 ```bash $ arm-linux-gnueabihf-gcc -o app app.c $ scp app root@192.168.1.100:/root/ $ ssh root@192.168.1.100 # ./app ```

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