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【RSOC25】Day4 课程笔记：IO设备与设备驱动框架

发布于 2025-07-27 23:13:24 浏览：27 订阅该版

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![image-20250727212821516](C:\Users\Lenovo\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20250727212821516.png)

![image-20250727212908515](C:\Users\Lenovo\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20250727212908515.png)

#### 字符设备和块设备的特点与区别:

**字符设备:**提供连续的数据流，应用程序可以顺序读取，通常不支持随机存取。相反此类设备支持按字节/字符来读写数据。举例来说，键盘、串口、调制解调器都是典型的字符设备 
  **块设备:**应用程序可以随机访设备数据，程序可自行确定读取数据的位置。硬盘、软盘、CD-ROM驱动器和闪存都是典型的块设备，应用程序可以寻址磁盘上的任何位置，并由此读取数据。此外，数据的读写只能以块(通常是512B)的倍数进行。与字符设备不同，块设备并不支持基于字符的寻址。

这两种类型的设备的根本区别在于它们是否可以被随机访问。字符设备只能总结一下，顺序读取，块设备可以随机读取。

####    为什么要对设备分类

**MSH**可以重定向到任意的字符设备上，例如将lcd模拟成字符设备，就可以将打印输出到LCD上，或者是实现一套空字符设备，将msh重定向到这里。 
   **Fatfs文件系统**依赖块设备驱动，我们将SD卡读写实现成块设备，但是也可以用ram来模拟块设备驱动

不同的组件和应用会依赖不同的设备，对设备进行分类，可以做到对一类设备同样的控制

####  访问 I/0 设备

应用程序通过IO设备管理接口来访问硬件设备，当设备驱动实现后，应用程序就可以访问该硬件。I/O设备管理接口与I/0设备的操作方法的映射关系下图所示

![image-20250727213509751](C:\Users\Lenovo\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20250727213509751.png)

####    数据接收回调

当硬件设备收到数据时，可以通过如下函数回调另一个函数来设置数据接收指示，通知上层应用线程有数据到达 
    在应用程序调用rt_device_write()入数据时，如果底层硬件能够支持自动发送，那么上层应用可以设置一个回调函数。这个回调函数会在底层硬件数据发送完成后(例如DMA传送完成或 FIFO已经写入完毕产生完成中断时)调用。

![image-20250727214323784](C:\Users\Lenovo\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20250727214323784.png)

####    GPIO概念与原理

芯片上的引脚一般分为4类:电源、时钟、控制与 I/O，I/0 口在使用模式上又分为 General Purpose lnput Output(通用输入/输出)，简称GPIO，与功能复用I/O(如SPI/I2C/UART等)。

大多数MCU的引脚都不止一个功能。不同引脚内部结构不一样,拥有的功能也不一样。可以通过不同的配置，切换引脚的实际功能通用 I/O 口主要特性如下: 
   可编程控制中断-中断触发模式可配置，一般有下图所示5种中断触发模式: 
   上升沿触发:用于检测无抖动的上升沿 
  下降沿触发:用于检测无抖动的下降沿 
   高电平触发:用于检测高电平状态 
  低电平触发:用于检测低电平状态 
    双边沿触发:用于检测无抖动的双边沿

#### RT-Thread I2C 使用思路

1. 查找I2C总线设备
2. 构造 msgs 消息
3. 启动 transfer 传输
4. 处理结果

#### 软件i2c驱动编写

• 开启 I2C 框架
• 选中I2C软件模拟设备功能
•编写I2C 软件模拟驱动

#### RT-Thread SPI 开发模式

• 编写SPI BUS驱动

• 注册 SPI Device 设备

• 打开 SPI Device 设备
•使用 SPI 框架提供 API 编程发送接收数据
• 关闭 SPI Device 设备