Beagleboard-x15配置SPI和GPIO指南
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"这篇技术报告主要讲解如何在Beagleboard-x15开发板上配置SPI和GPIO,由张培婷于2018年6月5日撰写。报告中涉及的硬件环境是Beagleboard-x15,使用的内核版本为linux4.9.69-ti-rt-r85,并提供了相关的u-boot和kernel源码下载及编译步骤。" 在Beagleboard-x15上配置SPI和GPIO是嵌入式开发中的常见任务,对于硬件交互和外设控制至关重要。SPI(Serial Peripheral Interface)是一种同步串行通信协议,广泛用于连接微控制器和其他设备,如传感器、闪存等。而GPIO(General-Purpose Input/Output)则是一组可配置为输入或输出的数字信号接口,用于控制各种外围设备。 1. **配置u-boot** - 首先,需要从GitHub下载u-boot源代码,并切换到特定的tag(v2017.01-btmp)。然后,应用特定的补丁(0001-beagle_x15-uEnv.txt-bootz-n-fixes.patch)以修复某些问题。 - 接下来,使用`make`命令进行编译,设置`ARCH=arm`和`CROSS_COMPILE`变量来指定架构和交叉编译器。 2. **配置kernel** - kernel部分同样从GitHub获取TI-linux-kernel-dev仓库,并切换到TI的v4.9.y和rt-4.9.y分支。 - 编译kernel时,需要执行类似u-boot的编译过程,首先进行`distclean`,然后选择设备树配置(am57xx_evm_defconfig),最后进行编译。 3. **设备树配置** - 在描述中提到了设备树文件`am57xx-beagle-x15-common.dtsi`,这个文件定义了硬件的具体配置,包括SPI和GPIO。例如,通过`vtt_fixed`配置了gpio7_11,可以通过`cat /sys/kernel/debug/gpio`命令查看引脚状态。这里揭示了一个计算GPIO编号的规律:`gpioN_M = (N-1)*32 + M`,比如`gpio2_27`的编号是59。 4. **SPI配置** - 在Linux内核中,SPI设备通常通过设备树来注册和配置。开发者需要在设备树中指定SPI总线的频率、模式以及连接的设备信息。内核编译完成后,加载相应的设备树并启动,SPI接口就可以被用户空间程序访问,例如通过SPI驱动程序来控制SPI设备。 5. **GPIO配置** - GPIO的配置同样依赖于设备树,通过指定引脚的功能、方向和初始值。在Linux内核中,`sysfs`接口允许用户空间程序动态地读写GPIO的状态。例如,通过`echo out > /sys/class/gpio/gpioXX/direction`可以将GPIO设置为输出,而`echo 1 > /sys/class/gpio/gpioXX/value`可将其设置为高电平。 6. **测试与调试** - 在实际应用中,可能需要使用杜邦线、示波器和引脚扩展器等工具进行硬件连接和信号检测。通过编写简单的测试程序,可以验证SPI和GPIO配置是否正确,确保数据传输和控制功能正常。 配置Beagleboard-x15上的SPI和GPIO涉及到u-boot、kernel、设备树以及用户空间程序的编写。理解这些组件的工作原理和配置方法是进行嵌入式系统开发的基础。在实际操作时,需注意不同系统和硬件可能有不同的计算公式,因此需要灵活适应和调整。
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