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[应用相关] 驱动可配置化开发 --- LED驱动

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 楼主| condition 发表于 2020-5-10 09:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
LED, LED驱动, 代码
本博客中示例代码下载路径: https://github.com/maziot-stm32/A1/releases/tag/v0.6


作者：mz8023yt
链接：https://www.jianshu.com/p/3b332a82b0f1
来源：简书
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

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 楼主| condition 发表于 2020-5-10 09:26 | 显示全部楼层
驱动可配置化开发
前面已经提到了代码要分层, 便于理解和阅读代码. 这里针对其中的驱动层引入一个新的概念, 驱动可配置化开发.
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 楼主| condition 发表于 2020-5-10 09:27 | 显示全部楼层
何为可配置化开发, 举个最简单的例子:
原来我的 STM32F103RC 小板子(简称A1设备)上 PA8 和 PD2 接了一个 LED 灯, 现在我重新画了一个板子(简称C3设备), 用的依然是 F103RC 主控, 但是 LED 灯的接在 PC13 引脚上. 现在我希望 C3 可以直接复用 A1 的驱动, 驱动代码中改动量控制在仅仅只需要修改硬件上外挂的 LED 灯个数, 有效电平, 连接的 GPIO 引脚等与硬件电路强相关的信息, 其余与硬件不相关的代码不需要做任何修改.
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 楼主| condition 发表于 2020-5-10 09:28 | 显示全部楼层
简单总结下:

可配置化开发目的是为了提高代码的复用性
可配置化开发将与硬件设计强相关的参数剥离出来, 针对不同的设备做不同的配置
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 楼主| condition 发表于 2020-5-10 09:28 | 显示全部楼层
LED 驱动可配置化抽象
基于上面的概念, 想一下, LED 灯与硬件强相关的配置有哪些?
目前我想到的有这些:

硬件连接: 接在STM32的哪个GPIO口上, 包括PORT和PIN.
有效电平: 高电平点亮还是低电平点亮.
默认状态: 上电后默认是点亮还是熄灭.
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 楼主| condition 发表于 2020-5-10 09:30 | 显示全部楼层
用结构体描述如下:
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  1. typedef struct _MAZDRV_LED_CTRL_
    

  2. {
    

  3.     MAZDRV_LED_GPIO_PORT port;              // 连接LED的GPIO PORT
    

  4.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN pin;                // 连接LED的GPIO PIN
    

  5.     MAZDRV_LED_GPIO_LEVEL light;            // 高电平还是低电平点亮
    

  6.     MAZDRV_LED_STATUS status;               // 默认状态是点亮还是熄灭
    

  7. } MAZDRV_LED_CTRL;
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 楼主| condition 发表于 2020-5-10 09:31 | 显示全部楼层
每一个成员分别定义对应的枚举类型, 用于规范配置项, 枚举定义如下:

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  1. typedef enum _MAZDRV_LED_GPIO_PORT_
    

  2. {
    

  3.     MAZDRV_LED_GPIO_PORTA = GPIOA_BASE,
    

  4.     MAZDRV_LED_GPIO_PORTB = GPIOB_BASE,
    

  5.     MAZDRV_LED_GPIO_PORTC = GPIOC_BASE,
    

  6.     MAZDRV_LED_GPIO_PORTD = GPIOD_BASE,
    

  7.     MAZDRV_LED_GPIO_PORTE = GPIOE_BASE,
    

  8.     MAZDRV_LED_GPIO_PORTF = GPIOF_BASE,
    

  9.     MAZDRV_LED_GPIO_PORTG = GPIOG_BASE,
    

  10. } MAZDRV_LED_GPIO_PORT;
    


  11. 

  12. typedef enum _MAZDRV_LED_GPIO_PIN_
    

  13. {
    

  14.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN0 = GPIO_PIN_0,
    

  15.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN1 = GPIO_PIN_1,
    

  16.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN2 = GPIO_PIN_2,
    

  17.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN3 = GPIO_PIN_3,
    

  18.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN4 = GPIO_PIN_4,
    

  19.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN5 = GPIO_PIN_5,
    

  20.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN6 = GPIO_PIN_6,
    

  21.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN7 = GPIO_PIN_7,
    

  22.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN8 = GPIO_PIN_8,
    

  23.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN9 = GPIO_PIN_9,
    

  24.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN10 = GPIO_PIN_10,
    

  25.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN11 = GPIO_PIN_11,
    

  26.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN12 = GPIO_PIN_12,
    

  27.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN13 = GPIO_PIN_13,
    

  28.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN14 = GPIO_PIN_14,
    

  29.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN15 = GPIO_PIN_15,
    

  30.     MAZDRV_LED_GPIO_PIN_ALL = GPIO_PIN_All,
    

  31. } MAZDRV_LED_GPIO_PIN;
    


  32. 

  33. typedef enum _MAZDRV_LED_GPIO_LEVEL_
    

  34. {
    

  35.     MAZDRV_LED_GPIO_LEVEL_HIGH = GPIO_PIN_SET,
    

  36.     MAZDRV_LED_GPIO_LEVEL_LOW = GPIO_PIN_RESET,
    

  37. } MAZDRV_LED_GPIO_LEVEL;
    


  38. 

  39. typedef enum _MAZDRV_LED_STATUS_
    

  40. {
    

  41.     MAZDRV_LED_STATUS_ON = 0,
    

  42.     MAZDRV_LED_STATUS_OFF,
    

  43.     MAZDRV_LED_STATUS_TOGGLE,
    

  44. } MAZDRV_LED_STATUS;
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 楼主| condition 发表于 2020-5-10 09:32 | 显示全部楼层
基于上述剥离出来的参数, 硬件上不同的 LED 灯就可以用 MAZDRV_LED_CTRL 对象来描述了. 示例代码如下:
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  1. typedef enum _MAZDRV_LED_
    

  2. {
    

  3.     MAZDRV_LED0 = 0,
    

  4.     MAZDRV_LED1,
    

  5.     MAZDRV_LED_MAX,
    

  6. } MAZDRV_LED;
    


  7. 

  8. static MAZDRV_LED_CTRL g_mazdrv_led_ctrl[MAZDRV_LED_MAX] =
    

  9. {
    

  10.     [MAZDRV_LED0] =
    

  11.     {
    

  12.         .port   = MAZDRV_LED_GPIO_PORTA,
    

  13.         .pin    = MAZDRV_LED_GPIO_PIN8,
    

  14.         .light  = MAZDRV_LED_GPIO_LEVEL_LOW,
    

  15.         .status = MAZDRV_LED_STATUS_OFF,
    

  16.     },
    

  17.     [MAZDRV_LED1] =
    

  18.     {
    

  19.         .port   = MAZDRV_LED_GPIO_PORTD,
    

  20.         .pin    = MAZDRV_LED_GPIO_PIN2,
    

  21.         .light  = MAZDRV_LED_GPIO_LEVEL_LOW,
    

  22.         .status = MAZDRV_LED_STATUS_OFF,
    

  23.     },
    

  24. };
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 楼主| condition 发表于 2020-5-10 09:33 | 显示全部楼层
LED 可配置化驱动程序
上面通过 MAZDRV_LED_CTRL 对象将硬件上 LED 的信息描述出来了. 现在我们的驱动就必须以这些硬件信息为输入, 支持各种各样的配置情况.
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 楼主| condition 发表于 2020-5-10 09:33 | 显示全部楼层
LED 初始化:

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  1. int MAZ_Drv_led_init(void)
    

  2. {
    

  3.     MAZDRV_LED led;
    

  4.     MAZDRV_LED_CTRL *ctrl = NULL;
    

  5.     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = { 0 };
    


  6. 

  7.     ctrl = g_mazdrv_led_ctrl;
    


  8. 

  9.     for (led = MAZDRV_LED0; led < MAZDRV_LED_MAX; led++)
    

  10.     {
    

  11.         /* GPIO Ports Clock Enable */
    

  12.         MAZ_Drv_led_gpio_prot_clk_enable(led);
    


  13. 

  14.         /* Configure GPIO pin */
    

  15.         GPIO_InitStruct.Pin = ctrl[led].pin;
    

  16.         GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    

  17.         GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    

  18.         GPIO_InitStruct.Pull = (ctrl[led].light == MAZDRV_LED_GPIO_LEVEL_HIGH) ? GPIO_PULLDOWN : GPIO_PULLUP;
    

  19.         HAL_GPIO_Init((GPIO_TypeDef*) ctrl[led].port, &GPIO_InitStruct);
    


  20. 

  21.         /* Set default status */
    

  22.         MAZ_Drv_led_set_status(led, ctrl[led].status);
    

  23.     }
    


  24. 

  25.     return MAZRET_NOERR;
    

  26. }
    


  27. 

  28. int MAZ_Drv_led_gpio_prot_clk_enable(MAZDRV_LED led)
    

  29. {
    

  30.     MAZDRV_LED_GPIO_PORT port;
    

  31.     MAZDRV_LED_CTRL *ctrl = NULL;
    


  32. 

  33.     if (led < MAZDRV_LED0 || led >= MAZDRV_LED_MAX)
    

  34.     {
    

  35.         return MAZRET_EINVAL;
    

  36.     }
    


  37. 

  38.     ctrl = g_mazdrv_led_ctrl;
    

  39.     port = ctrl[led].port;
    


  40. 

  41.     /* GPIO Ports Clock Enable */
    

  42.     switch (port)
    

  43.     {
    

  44.         case MAZDRV_LED_GPIO_PORTA:
    

  45.             __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    

  46.             break;
    

  47.         case MAZDRV_LED_GPIO_PORTB:
    

  48.             __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    

  49.             break;
    

  50.         case MAZDRV_LED_GPIO_PORTC:
    

  51.             __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
    

  52.             break;
    

  53.         case MAZDRV_LED_GPIO_PORTD:
    

  54.             __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
    

  55.             break;
    

  56.         case MAZDRV_LED_GPIO_PORTE:
    

  57.             __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
    

  58.             break;
    

  59.         case MAZDRV_LED_GPIO_PORTF:
    

  60.             __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
    

  61.             break;
    

  62.         case MAZDRV_LED_GPIO_PORTG:
    

  63.             __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();
    

  64.             break;
    

  65.     }
    


  66. 

  67.     return MAZRET_NOERR;
    

  68. }
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 楼主| condition 发表于 2020-5-10 09:34 | 显示全部楼层
LED 设置状态:

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  1. int MAZ_Drv_led_set_status(MAZDRV_LED led, MAZDRV_LED_STATUS status)
    

  2. {
    

  3.     MAZDRV_LED_GPIO_LEVEL level;
    

  4.     MAZDRV_LED_CTRL *ctrl = NULL;
    


  5. 

  6.     if (led < MAZDRV_LED0 || led >= MAZDRV_LED_MAX)
    

  7.     {
    

  8.         return MAZRET_EINVAL;
    

  9.     }
    


  10. 

  11.     if (status < MAZDRV_LED_STATUS_ON || status > MAZDRV_LED_STATUS_TOGGLE)
    

  12.     {
    

  13.         return MAZRET_EINVAL;
    

  14.     }
    


  15. 

  16.     ctrl = g_mazdrv_led_ctrl;
    


  17. 

  18.     switch (status)
    

  19.     {
    

  20.         case MAZDRV_LED_STATUS_ON:
    

  21.             level = ctrl[led].light;
    

  22.             HAL_GPIO_WritePin((GPIO_TypeDef*) ctrl[led].port, ctrl[led].pin, level);
    

  23.             break;
    

  24.         case MAZDRV_LED_STATUS_OFF:
    

  25.             if (MAZDRV_LED_GPIO_LEVEL_HIGH == ctrl[led].light)
    

  26.                 level = MAZDRV_LED_GPIO_LEVEL_LOW;
    

  27.             else if (MAZDRV_LED_GPIO_LEVEL_LOW == ctrl[led].light)
    

  28.                 level = MAZDRV_LED_GPIO_LEVEL_HIGH;
    

  29.             HAL_GPIO_WritePin((GPIO_TypeDef*) ctrl[led].port, ctrl[led].pin, level);
    

  30.             break;
    

  31.         case MAZDRV_LED_STATUS_TOGGLE:
    

  32.             HAL_GPIO_TogglePin((GPIO_TypeDef*) ctrl[led].port, ctrl[led].pin);
    

  33.             break;
    

  34.     }
    


  35. 

  36.     return MAZRET_NOERR;
    

  37. }
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 楼主| condition 发表于 2020-5-10 09:34 | 显示全部楼层
不难发现, 驱动函数中所有与硬件相关的部分, 全部由 g_mazdrv_led_ctrl 变量提供. 因此移植代码时, 仅需要修改 g_mazdrv_led_ctrl 变量即可实现快速移植.
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 楼主| condition 发表于 2020-5-10 09:35 | 显示全部楼层
代码仓库
仓库路径: https://github.com/maziot-stm32/A1
驱动文件: https://github.com/maziot-stm32/A1/tree/master/MAZ_Drivers/MAZ_Drv_led

作者：mz8023yt
链接：https://www.jianshu.com/p/3b332a82b0f1
来源：简书
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。
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heimaojingzhang 发表于 2020-6-2 16:49 | 显示全部楼层
非常感谢楼主分享
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keaibukelian 发表于 2020-6-2 16:49 | 显示全部楼层
不用介绍的这么详细吧
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labasi 发表于 2020-6-2 16:50 | 显示全部楼层
有些代码不需要咱们操心吧
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paotangsan 发表于 2020-6-2 16:50 | 显示全部楼层
楼主辛苦了
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renzheshengui 发表于 2020-6-2 16:50 | 显示全部楼层
介绍的太详细了
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