「正点原子Linux连载」第十四章蜂鸣器试验

2）摘自《正点原子I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南》
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第十四章蜂鸣器试验       前几章试验中的驱动LED灯亮灭属于GPIO的输出控制，本章再巩固一下I.MX6U的GPIO输出控制，在I.MX6U-ALPHA开发板上有一个有源蜂鸣器，通过IO输出高低电平即可控制蜂鸣器的开关，本质上也属于GPIO的输出控制。
14.2有源蜂鸣器简介       蜂鸣器常用于计算机、打印机、报警器、电子玩具等电子产品中，常用的蜂鸣器有两种：有源蜂鸣器和无源蜂鸣器，这里的有“源”不是电源，而是震荡源，有源蜂鸣器内部带有震荡源，所以有源蜂鸣器只要通电就会叫。无源蜂鸣器内部不带震荡源，直接用直流电是驱动不起来的，需要2K-5K的方波去驱动。I.MX6U-ALPHA开发板使用的是有源蜂鸣器，因此只要给其供电就会工作，I.MX6U-ALPHA开发板所使用的有源蜂鸣器如图14.2.1所示：

图14.2.1有源蜂鸣器
       有源蜂鸣器只要通电就会叫，所以我们可以做一个供电电路，这个供电电路可以由一个IO来控制其通断，一般使用三极管来搭建这个电路。为什么我们不能像控制LED灯一样，直接将GPIO接到蜂鸣器的负极，通过IO输出高低来控制蜂鸣器的通断。因为蜂鸣器工作的电流比LED灯要大，直接将蜂鸣器接到I.MX6U的GPIO上有可能会烧毁IO，所以我们需要通过一个三极管来间接的控制蜂鸣器的通断，相当于加了一层隔离。本章我们就驱动I.MX6U-ALPHA开发板上的有源蜂鸣器，使其周期性的“滴、滴、滴…..”鸣叫。
14.3硬件原理分析       蜂鸣器的硬件原理图如图14.3.1所示：

图14.3.1蜂鸣器原理图
       图14.3.1中通过一个PNP型的三极管8550来驱动蜂鸣器，通过SNVS_TAMPER1这个IO来控制三极管Q1的导通，当SNVS_TAMPER1输出低电平的时候Q1导通，相当于蜂鸣器的正极连接到DCDC_3V3，蜂鸣器形成一个通路，因此蜂鸣器会鸣叫。同理，当SNVS_TAMPER1输出高电平的时候Q2不导通，那么蜂鸣器就没有形成一个通路，因此蜂鸣器也就不会鸣叫。
14.3试验程序编写        本实验对应的例程路径为：开发板光盘-> 1、裸机例程->6_beep。
       新建文件夹“6_beep”，然后将上一章试验中的所有内容拷贝到刚刚新建的“6_beep”里面，拷贝完成以后的工程如图13.3.1所示：

图13.3.1工程文件夹
       新建VSCode工程，工程创建完成以后在bsp文件夹下新建名为“beep”的文件夹，蜂鸣器驱动文件都放到“beep”文件夹里面。
       新建beep.h文件，保存到bsp/beep文件夹里面，在beep.h里面输入如下内容：
示例代码13.3.1 beep.h文件代码
1 #ifndef __BSP_BEEP_H
2 #define __BSP_BEEP_H
3
4 #include "imx6ul.h"
5
6/* 函数声明 */
7void beep_init(void);
8void beep_switch(int status);
9 #endif
    beep.h很简单，就是函数声明。新建文件beep.c，然后在beep.c里面输入如下内容：
示例代码13.3.2 beep.c文件代码
1  #include "bsp_beep.h"
2
3/*
4   * @description  : 初始化蜂鸣器对应的IO
5   * @param        : 无
6   * @Return       : 无
7   */
8void beep_init(void)
9{
10  /* 1、初始化IO复用，复用为GPIO5_IO01 */
11  IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_SNVS_SNVS_TAMPER1_GPIO5_IO01,0);
12
13  /* 2、、配置GPIO1_IO03的IO属性   */
14  IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_SNVS_SNVS_TAMPER1_GPIO5_IO01,0X10B0);
15
16  /* 3、初始化GPIO,GPIO5_IO01设置为输出 */
17  GPIO5->GDIR |=(1<<1);
18
19  /* 4、设置GPIO5_IO01输出高电平，关闭蜂鸣器 */
20  GPIO5->DR |=(1<<1);
21}
22
23/*
24  * @description      : 蜂鸣器控制函数，控制蜂鸣器打开还是关闭
25  * @param - status   : 0，关闭蜂鸣器，1 打开蜂鸣器
26  * @return            : 无
27  */
28void beep_switch(int status)
29{
30  if(status == ON)
31     GPIO5->DR &=~(1<<1);/* 打开蜂鸣器 */
32  elseif(status == OFF)
33  GPIO5->DR |=(1<<1);/* 关闭蜂鸣器 */
}
    beep.c文件一共有两个函数：beep_init和beep_switch，其中beep_init用来初始化BEEP所使用的GPIO，也就是SNVS_TAMPER1，将其复用为GPIO5_IO01，和上一章的LED灯初始化函数一样。beep_switch函数用来控制BEEP的开关，也就是设置GPIO5_IO01的高低电平，很简单。
       最后在main.c函数中输入如下所示内容：
示例代码13.3.3 main.c文件代码
1  #include "bsp_clk.h"
2  #include "bsp_delay.h"
3  #include "bsp_led.h"
4  #include "bsp_beep.h"
5
6/*
7   * @description  : main函数
8   * @param        : 无
9   * @return       : 无
10  */
11int main(void)
12{
13  clk_enable(); /* 使能所有的时钟   */
14  led_init();   /* 初始化led       */
15     beep_init();  /* 初始化beep     */
16
17while(1)
18{
19/* 打开LED0和蜂鸣器 */
20      led_switch(LED0,ON);
21      beep_switch(ON);
22      delay(500);
23
24/* 关闭LED0和蜂鸣器 */
25      led_switch(LED0,OFF);
26      beep_switch(OFF);
27      delay(500);
28}
29
30return0;
31}
    main.c中只有一个main函数，main函数先使能所有的外设时钟，然后初始化LED和BEEP。最终在while(1)循环中周期性的开关LED灯和蜂鸣器，周期大约为500ms，main.c的内容也比较简单。
14.4 编译下载验证14.4.1编写Makefile和链接脚本       Makefile使用第十三章编写的通用Makefile，修改变量TARGET为beep，在变量INCDIRS和SRCDIRS中追加“bsp/beep”，修改完成以后如下所示：
示例代码13.4.1.1Makefile文件代码
1  CROSS_COMPILE  ?= arm-linux-gnueabihf-
2  TARGET         ?=beep
3
4 /* 省略掉其它代码...... */
5
6  INCDIRS :=  imx6ul
7      bsp/clk
8      bsp/led
9      bsp/delay  
10     bsp/beep
11
12 SRCDIRS :=  project
13     bsp/clk
14     bsp/led
15     bsp/delay
16                      bsp/beep
17
18 /* 省略掉其它代码...... */
19
20 clean:
21  rm -rf $(TARGET).elf $(TARGET).dis $(TARGET).bin $(COBJS)$(SOBJS)
       第2行修改目标的名称为“beep”。
       第10行在变量INCDIRS中添加蜂鸣器驱动头文件路径，也就是文件beep.h的路径。
       第16行在变量SRCDIRS中添加蜂鸣器驱动文件路劲，也就是文件beep.c的路径。
链接脚本就使用第十三章试验中的链接脚本文件imx6ul.lds即可。
14.4.2编译下载       使用Make命令编译代码，编译成功以后使用软件imxdownload将编译完成的beep.bin文件下载到SD卡中，命令如下：
chmod 777 imxdownload                    //给予imxdownload可执行权限，一次即可
./imxdownload beep.bin /dev/sdd          //烧写到SD卡中
       烧写成功以后将SD卡插到开发板的SD卡槽中，然后复位开发板。如果代码运行正常的话LED灯亮的时候蜂鸣器鸣叫，当LED灯灭的时候蜂鸣器不鸣叫，周期大概为500ms。通过本章的例程，我们进一步巩固了I.MX6U的IO输出控制，下一章我们学习如何实现I.MX6U的IO输入控制。