Raspberry PI 系列 —— 裸机点亮LED灯

Raspberry PI 系列 —— 裸机点亮LED灯

背景

最近刚买了Raspberry PI B+，配置运行了官方提供的Raspbian系统，折腾了一周Linux系统，感觉没啥意思，于是就试着想了解底层的启动流程，通过几天的研究，发现最底层部分的启动是由官方提供的bootcore.bin和start.elf文件来执行（应该是对硬件设备的初始化，如MMU等），之后由下一部分kernel.img的_start接管。为了真正验证此流程，于是想利用GPIO控制LED灯，几经折腾终于成功点亮LED，现记录于此。

外设地址编码

要想控制GPIO管脚就必须知道GPIO管脚的地址，在ARM架构中外设IO一般采用统一编码，BCM2835将外设地址0x7E00000映射到RAM的0x20000000，如0x7E200000则为0x20200000，下面是总线地址、物理地址、虚拟地址关系图：

GPIO扩展口

本次我们要通过板子上预留的GPIO管脚来控制LED灯，这里必须了解这些管脚的含义，B+版本的GPIO口扩展到了40脚，下图是B与B+的GPIO管脚区别：

GPIO寄存器

在BCM2835中，共有54个GPIO管脚，其中GPIO寄存器有GPFSELn、GPSETn、GPCLRn等，下面具体描述这些寄存器的作用：

·        寄存器 GPFSEL0 ~ GPFSEL5 ---- 功能寄存器，指定管脚为输入、输出等,  每3位决定一个管脚：

o   000 = GPIO Pin 9 is aninput

o   001 = GPIO Pin 9 is anoutput

o   100 = GPIO Pin 9 takesalternate function 0

o   101 = GPIO Pin 9 takesalternate function 1

o   110 = GPIO Pin 9 takesalternate function 2

o   111 = GPIO Pin 9 takesalternate function 3

o   011 = GPIO Pin 9 takesalternate function 4

o   010 = GPIO Pin 9 takesalternate function 5

其中:(寄存器---地址---描述)

·        寄存器 GPSET0 - CPSET1 ---- 设为1, 每一位决定一个管脚

o   0 = No effect

o   1 = Set GPIO pin n

其中:(寄存器---地址---描述)

·        寄存器 GPCLR0 - GPCLR1 ---- 设为0, 每一位决定一个管脚

o   0 = No effect

o   1 = Clear GPIO pin n

其中:(寄存器---地址---描述)

例子 --- 设置GPIO16为低电平

不多说了，该介绍的，前面已经介绍过了，直接上代码：

结果：

总结

经过了多次的尝试终于点亮了LED灯，虽然现在想起，可能非常简单，当这毕竟是零的突破，在这一小步中，掌握了很多知识，如总线地址、物理地址的关系，如何看GPIO寄存器，ARM的汇编指令等等，有了这一步的成功我就能进行更多复杂的实验。