【好書推薦】RT-Thread設(shè)備驅(qū)動開發(fā)指南

近年來國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速崛起，行業(yè)發(fā)展迫切需要更多人才，尤其需要掌握嵌入式操作系統(tǒng)等底層技術(shù)的人才。隨著RT-Thread被更廣泛地應(yīng)用于行業(yè)中，開發(fā)者對嵌入式驅(qū)動開發(fā)的需求越來越強烈，他們迫切地希望有一本可以指導(dǎo)他們在RT-Thread上開發(fā)驅(qū)動的指南。

為了解決開發(fā)者的燃眉之急，《RT-Thread設(shè)備驅(qū)動開發(fā)指南》來了！希望幫助RT-Thread的開發(fā)者掌握驅(qū)動開發(fā)的知識點，讓開發(fā)者能夠更簡單、更方便地開發(fā)驅(qū)動，加速產(chǎn)品上市，讓RT-Thread賦能更多行業(yè)，真正做到“積識成睿，慧澤百川”。

讀者對象

• 熟悉RT-Thread并想在其上開發(fā)設(shè)備驅(qū)動的人員
• 嵌入式軟硬件工程師、電子工程師、物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)工程師
• 高等院校的計算機、電子、自動化、通信相關(guān)專業(yè)師生
• 其他對嵌入式操作系統(tǒng)感興趣的人員

如何閱讀本書

本書要求讀者具備RT-Thread基礎(chǔ)知識，因此建議大家先學(xué)習(xí)《嵌入式實時操作系統(tǒng)：RT-Thread設(shè)計與實現(xiàn)》，再學(xué)習(xí)本書內(nèi)容。使用過RT-Thread上的設(shè)備框架的讀者的閱讀體驗會更佳。本書的每章都有配套示例代碼，這些代碼大多是僅供理解上下文參考的，不能真正運行，建議讀者對照具體bsp目錄下已有的驅(qū)動，并結(jié)合本書進行學(xué)習(xí)。本書內(nèi)容分為三篇：基礎(chǔ)篇、進階篇與高級篇。基礎(chǔ)篇（第1～11章）第1章概述RT-Thread與設(shè)備框架；第2～11章介紹一些常用的設(shè)備驅(qū)動框架，包括PIN、I2C、SPI等，適合剛接觸驅(qū)動開發(fā)的讀者閱讀。進階篇（第12～20章）介紹稍復(fù)雜一些的外設(shè)驅(qū)動，如SDIO、觸摸、顯示、傳感器、加解密設(shè)備等。高級篇（第21～27章）介紹一些復(fù)雜的驅(qū)動，如網(wǎng)絡(luò)、音頻、USBD（H）、CAN等，開發(fā)此類設(shè)備驅(qū)動要求開發(fā)者比較熟悉相應(yīng)的外設(shè)協(xié)議。本書更像是一本工具書，讀者不需要一章一章地從頭讀到尾，讀完前面幾章內(nèi)容，熟悉了驅(qū)動開發(fā)的基本流程之后，就可以根據(jù)自己的需要，選擇對應(yīng)的章節(jié)學(xué)習(xí)。

配套軟件

本書是基于RT-Thread 4.1.0 編寫的，讀者在跟隨本書學(xué)習(xí)驅(qū)動開發(fā)的時候，也需要選擇對應(yīng)的源碼版本。

目錄

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前言

第一篇基礎(chǔ)篇

第1章RT-Thread與設(shè)備框架

簡介 2

1.1RT-Thread概述 2

1.2RT-Thread I/O設(shè)備框架 5

1.2.1I/O設(shè)備模型與分類 8

1.2.2I/O設(shè)備管理接口 10

1.2.3驅(qū)動編寫流程與規(guī)范 15

1.3本章小結(jié) 16

第2章UART設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 17

2.1UART層級結(jié)構(gòu) 18

2.2創(chuàng)建UART設(shè)備 19

2.3實現(xiàn)UART設(shè)備的操作方法 20

2.3.1configure：配置UART

設(shè)備 21

2.3.2control：控制UART設(shè)備 23

2.3.3putc：發(fā)送一個字符 26

2.3.4getc：接收一個字符 27

2.3.5transmit：數(shù)據(jù)發(fā)送 28

2.4注冊UART設(shè)備 29

2.5UART設(shè)備中斷處理 30

2.6增加DMA模式 32

2.7驅(qū)動配置 37

2.8驅(qū)動驗證 38

2.9本章小結(jié) 39

第3章PIN設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 41

3.1PIN層級結(jié)構(gòu) 41

3.2實現(xiàn)PIN設(shè)備的操作方法 42

3.3注冊PIN設(shè)備 51

3.4驅(qū)動配置 52

3.5驅(qū)動驗證 52

3.6本章小結(jié) 53

第4章I2C總線設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 54

4.1I2C層級結(jié)構(gòu) 55

4.2I2C總線設(shè)備結(jié)構(gòu) 55

4.3硬件I2C總線設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 56

4.3.1實現(xiàn)設(shè)備的操作方法 57

4.3.2注冊設(shè)備 59

4.3.3驅(qū)動配置 60

4.3.4驅(qū)動驗證 61

4.4軟件I2C總線設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 61

4.4.1實現(xiàn)設(shè)備的操作方法 62

4.4.2注冊設(shè)備 66

4.5本章小結(jié) 67

第5章SPI/QSPI總線設(shè)備驅(qū)動

開發(fā) 68

5.1SPI/QSPI層級結(jié)構(gòu) 69

5.2SPI總線設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 70

5.2.1創(chuàng)建SPI總線設(shè)備 70

5.2.2實現(xiàn)SPI總線設(shè)備的操作

方法 72

5.2.3注冊SPI總線設(shè)備 76

5.2.4增加DMA功能 77

5.2.5實現(xiàn)掛載SPI從設(shè)備功能 80

5.2.6SPI總線設(shè)備驅(qū)動配置 81

5.2.7驅(qū)動驗證 82

5.3QSPI 總線設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 83

5.3.1創(chuàng)建QSPI總線設(shè)備 83

5.3.2實現(xiàn)QSPI總線設(shè)備的

操作方法 84

5.3.3注冊QSPI總線設(shè)備 87

5.3.4實現(xiàn)掛載QSPI從設(shè)備

功能 87

5.3.5QSPI 總線設(shè)備驅(qū)動配置 89

5.3.6驅(qū)動驗證 89

5.4本章小結(jié) 90

第6章HWTIMER設(shè)備驅(qū)動

開發(fā) 91

6.1HWTIMER層級結(jié)構(gòu) 91

6.2創(chuàng)建HWTIMER設(shè)備 92

6.3實現(xiàn)HWTIMER設(shè)備的操作

方法 93

6.3.1init：初始化設(shè)備 93

6.3.2start：啟動設(shè)備 95

6.3.3stop：停止設(shè)備 96

6.3.4count_get：獲取設(shè)備

當前值 96

6.3.5control：控制設(shè)備 97

6.4注冊HWTIMER設(shè)備 98

6.5HWTIMER設(shè)備中斷處理 99

6.6驅(qū)動配置 100

6.7驅(qū)動驗證 101

6.8本章小結(jié) 101

第7章PWM設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 102

7.1PWM層級結(jié)構(gòu) 103

7.2創(chuàng)建PWM設(shè)備 104

7.3實現(xiàn)PWM設(shè)備的操作方法 105

7.4注冊PWM設(shè)備 108

7.5驅(qū)動配置 109

7.6驗證與使用 110

7.7本章小結(jié) 111

第8章RTC設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 112

8.1RTC層級結(jié)構(gòu) 112

8.2創(chuàng)建RTC設(shè)備 113

8.3實現(xiàn)RTC設(shè)備的操作方法 113

8.3.1為設(shè)備定義操作方法 114

8.3.2init：初始化設(shè)備 115

8.3.3get_secs：獲取時間 115

8.3.4set_secs：設(shè)置時間 116

8.3.5get_timeval：獲取timeval

結(jié)構(gòu) 117

8.4注冊RTC設(shè)備 118

8.5驅(qū)動配置 119

8.6驅(qū)動驗證 120

8.7本章小結(jié) 121

第9章ADC設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 122

9.1ADC層級結(jié)構(gòu) 122

9.2創(chuàng)建ADC設(shè)備 123

9.3實現(xiàn)ADC設(shè)備的操作方法 124

9.3.1enabled：控制ADC

通道 125

9.3.2convert：轉(zhuǎn)換并獲取ADC

采樣值 125

9.4注冊ADC設(shè)備 126

9.5驅(qū)動配置 127

9.6驅(qū)動驗證 128

9.7本章小結(jié) 129

第10章DAC設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 130

10.1DAC層級結(jié)構(gòu) 130

10.2創(chuàng)建DAC設(shè)備 131

10.3實現(xiàn)設(shè)備的操作方法 132

10.3.1enabled：使能DAC

通道 133

10.3.2disabled：禁止DAC

通道 133

10.3.3convert：設(shè)置DAC輸出值

并啟動數(shù)模轉(zhuǎn)換 134

10.4注冊DAC設(shè)備 135

10.5驅(qū)動配置 136

10.6驅(qū)動驗證 136

10.7本章小結(jié) 138

第11章WDT設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 139

11.1WDT層級結(jié)構(gòu) 139

11.2創(chuàng)建WDT設(shè)備 140

11.3實現(xiàn)WDT設(shè)備的操作方法 141

11.3.1為設(shè)備定義操作方法 141

11.3.2init：初始化看門狗

設(shè)備 141

11.3.3control：控制看門狗

設(shè)備 142

11.4注冊WDT設(shè)備 143

11.5驅(qū)動配置 144

11.6驅(qū)動驗證 145

11.7本章小結(jié) 146

第二篇進階篇

第12章SDIO 設(shè)備驅(qū)動開發(fā)148

12.1SDIO層級結(jié)構(gòu) 148

12.2實現(xiàn)SDIO設(shè)備的操作方法 149

12.2.1request：發(fā)送請求 149

12.2.2set_iocfg：配置SDIO 154

12.2.3get_card_status：獲取

狀態(tài) 156

12.2.4enable_sdio_irq：配置

中斷 156

12.3創(chuàng)建并激活SDIO主機 157

12.4驅(qū)動配置 159

12.5驅(qū)動驗證 159

12.6本章小結(jié) 160

第13章Touch設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 161

13.1Touch層級結(jié)構(gòu) 161

13.2GT9147觸摸芯片 162

13.3創(chuàng)建Touch設(shè)備 162

13.4實現(xiàn)Touch設(shè)備的操作方法 163

13.4.1touch_readpoint：讀觸摸點

信息 163

13.4.2touch_control：控制

設(shè)備 166

13.5注冊Touch設(shè)備 168

13.6驅(qū)動配置 169

13.7驅(qū)動驗證 170

13.8本章小結(jié) 172

第14章LCD設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 173

14.1LCD層級結(jié)構(gòu) 173

14.2創(chuàng)建LCD設(shè)備 174

14.3實現(xiàn)LCD設(shè)備的操作方法 174

14.3.1init：初始化LCD設(shè)備 175

14.3.2control：控制LCD設(shè)備 175

14.4實現(xiàn)繪圖的操作方法 177

14.4.1set_pixel：畫點 178

14.4.2get_pixel：讀取像素點

顏色 178

14.4.3draw_hline：畫橫線 179

14.4.4draw_vline：畫豎線 180

14.4.5blit_line：畫雜色水

平線 181

14.5注冊LCD設(shè)備 182

14.6驅(qū)動配置 183

14.7驅(qū)動驗證 184

14.8本章小結(jié) 185

第15章傳感器設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 186

15.1傳感器層級結(jié)構(gòu) 186

15.2創(chuàng)建傳感器設(shè)備 187

15.3實現(xiàn)傳感器設(shè)備的操作方法 188

15.3.1fetch_data：獲取傳感器

數(shù)據(jù) 188

15.3.2control：控制傳感器

設(shè)備 189

15.4設(shè)備注冊 191

15.5驅(qū)動配置 193

15.6驅(qū)動驗證 194

15.7本章小結(jié) 195

第16章MTD NOR設(shè)備驅(qū)動

開發(fā) 196

16.1MTD NOR層級結(jié)構(gòu) 196

16.2創(chuàng)建MTD NOR設(shè)備 197

16.3實現(xiàn)MTD NOR設(shè)備的操作

方法 198

16.3.1read_id：讀取設(shè)備ID 198

16.3.2read：從設(shè)備中讀數(shù)據(jù) 199

16.3.3write：向設(shè)備中寫數(shù)據(jù) 200

16.3.4erase_block：擦除數(shù)據(jù) 201

16.4注冊MTD NOR設(shè)備 202

16.5驅(qū)動配置 204

16.6驅(qū)動驗證 204

16.7本章小結(jié) 205

第17章MTD NAND設(shè)備驅(qū)動

開發(fā) 206

17.1MTD NAND層級結(jié)構(gòu) 206

17.2創(chuàng)建MTD NAND設(shè)備 207

17.3實現(xiàn)MTD NAND設(shè)備的操作

方法 207

17.3.1read_id：讀取設(shè)備ID 208

17.3.2read_page：從設(shè)備中讀

數(shù)據(jù) 208

17.3.3write_page：向設(shè)備中寫

數(shù)據(jù) 210

17.3.4erase_block：擦除設(shè)備 213

17.4注冊MTD NAND設(shè)備 214

17.5驅(qū)動配置 215

17.6驅(qū)動驗證 216

17.7本章小結(jié) 217

第18章脈沖編碼器設(shè)備驅(qū)動

開發(fā)218

18.1脈沖編碼器層級結(jié)構(gòu) 219

18.2創(chuàng)建脈沖編碼器設(shè)備 220

18.3實現(xiàn)脈沖編碼器設(shè)備的操作

方法 220

18.3.1init：初始化脈沖

編碼器 221

18.3.2control：控制脈沖

編碼器 222

18.3.3get_count：獲取編碼器

計數(shù) 223

18.3.4clear_count：清空編碼器

計數(shù) 224

18.4注冊脈沖編碼器設(shè)備 224

18.5脈沖編碼器中斷處理 225

18.6驅(qū)動配置 226

18.7驅(qū)動驗證 227

18.8本章小結(jié) 229

第19章加解密設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 230

19.1加解密設(shè)備層級結(jié)構(gòu) 230

19.2創(chuàng)建加解密設(shè)備 231

19.3實現(xiàn)加解密設(shè)備的操作方法 231

19.3.1create：創(chuàng)建設(shè)備 232

19.3.2destroy：銷毀設(shè)備 236

19.3.3copy：復(fù)制上下文 237

19.3.4reset：復(fù)位設(shè)備 239

19.4注冊加解密設(shè)備 240

19.5驅(qū)動配置 241

19.6驅(qū)動驗證 241

19.7本章小結(jié) 242

第20章PM設(shè)備驅(qū)動開發(fā)243

20.1PM層級結(jié)構(gòu) 243

20.2實現(xiàn)PM設(shè)備的操作方法 244

20.2.1sleep：切換休眠模式 244

20.2.2run：切換運行模式 246

20.2.3timer_start：定時器

啟動 247

20.2.4timer_get_tick：獲取

時鐘值 248

20.2.5timer_stop：定時器停止 248

20.3注冊PM設(shè)備 249

20.4驅(qū)動配置 250

20.5驅(qū)動驗證 250

20.6本章小結(jié) 251

第三篇高級篇

第21章WLAN設(shè)備驅(qū)動

開發(fā) 254

21.1WLAN層級結(jié)構(gòu) 254

21.2創(chuàng)建WLAN設(shè)備 256

21.3實現(xiàn)WLAN設(shè)備的操作方法 256

21.3.1wlan_init：初始化設(shè)備 257

21.3.2wlan_scan：掃描 258

21.3.3wlan_get_rssi：獲取信號

強度 258

21.3.4wlan_cfg_promisc：配置

混雜模式 259

21.3.5wlan_set_channel：設(shè)置

信道 259

21.3.6wlan_set_country：設(shè)置

國家碼 260

21.3.7wlan_send：發(fā)送數(shù)據(jù) 261

21.4注冊WLAN設(shè)備 261

21.5驅(qū)動配置 262

21.6驅(qū)動驗證 263

21.7本章小結(jié) 264

第22章ETH設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 265

22.1ETH層級結(jié)構(gòu) 265

22.2創(chuàng)建ETH設(shè)備 266

22.3實現(xiàn)ETH設(shè)備的操作方法 267

22.3.1eth_rx：數(shù)據(jù)接收 268

22.3.2eth_tx：數(shù)據(jù)發(fā)送 270

22.4注冊ETH設(shè)備 271

22.5驅(qū)動配置 272

22.6驅(qū)動驗證 272

22.7本章小結(jié) 273

第23章AUDIO MIC設(shè)備驅(qū)動

開發(fā) 274

23.1AUDIO層級結(jié)構(gòu) 274

23.2創(chuàng)建MIC設(shè)備 275

23.3實現(xiàn)MIC設(shè)備的操作方法 276

23.3.1getcaps：獲取設(shè)備功能 276

23.3.2configure：配置設(shè)備 279

23.3.3init：初始化設(shè)備 281

23.3.4start：啟動設(shè)備 281

23.3.5stop：停止設(shè)備 282

23.4音頻數(shù)據(jù)流處理 282

23.5注冊MIC設(shè)備 284

23.6驅(qū)動配置 285

23.7驅(qū)動驗證 286

23.8本章小結(jié) 286

第24章AUDIO SOUND設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 287

24.1創(chuàng)建SOUND設(shè)備 287

24.2實現(xiàn)SOUND設(shè)備的操作

方法 287

24.2.1getcaps：獲取設(shè)備功能 288

24.2.2configure：配置設(shè)備 291

24.2.3init：初始化設(shè)備 293

24.2.4start：啟動設(shè)備 293

24.2.5stop：停止設(shè)備 294

24.2.6buffer_info：獲取緩沖區(qū)

信息 294

24.3音頻數(shù)據(jù)流處理 295

24.4注冊SOUND設(shè)備 297

24.5驅(qū)動配置 298

24.6驅(qū)動驗證 299

24.7本章小結(jié) 300

第25章USBD設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 301

25.1USBD層級結(jié)構(gòu) 301

25.2創(chuàng)建USBD設(shè)備 302

25.3實現(xiàn)USBD設(shè)備的操作方法 303

25.3.1set_address：設(shè)置USBD

設(shè)備地址 304

25.3.2set_config：配置USBD

設(shè)備 305

25.3.3ep_set_stall：設(shè)置端點

STALL狀態(tài) 305

25.3.4ep_clear_stall：清除端點STALL狀態(tài) 305

25.3.5ep_enable：使能端點 306

25.3.6ep_disable：禁用端點 306

25.3.7ep_read_prepare：端點接收數(shù)據(jù)準備信號 307

25.3.8ep_read：端點接收數(shù)據(jù) 307

25.3.9ep_write：端點發(fā)送

數(shù)據(jù) 308

25.3.10ep0_send_status：通知主機

數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束 308

25.3.11suspend：掛起USBD

設(shè)備 308

25.3.12wakeup：喚醒USBD

設(shè)備 309

25.4注冊USBD設(shè)備 309

25.5USBD中斷處理 311

25.5.1rt_usbd_ep0_setup_handler：端點0 SETUP回調(diào)函數(shù) 312

25.5.2rt_usbd_ep0_in_handler：IN令牌包回調(diào)函數(shù) 312

25.5.3rt_usbd_ep0_out_handler：OUT令牌包回調(diào)函數(shù) 313

25.5.4其他回調(diào)函數(shù) 313

25.6驅(qū)動配置 314

25.7驅(qū)動驗證 315

25.8本章小結(jié) 315

第26章USBH設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 316

26.1USBH層級結(jié)構(gòu) 316

26.2創(chuàng)建USBH設(shè)備 317

26.3實現(xiàn)USBH設(shè)備的操作方法 318

26.3.1reset_port：重置端口 318

26.3.2pipe_xfer：傳輸數(shù)據(jù) 319

26.3.3open_pipe：開啟傳輸

管道 322

26.3.4close_pipe：關(guān)閉傳輸

管道 323

26.4注冊USBH設(shè)備 323

26.5USBH中斷處理 324

26.5.1rt_usbh_root_hub_connect_handler：連接成功回調(diào)

函數(shù) 324

26.5.2rt_usbh_root_hub_disconnect_handler：斷開連接回調(diào)

函數(shù) 325

26.5.3其他中斷處理 326

26.6驅(qū)動配置 326

26.7驅(qū)動驗證 327

26.8本章小結(jié) 327

第27章CAN設(shè)備驅(qū)動開發(fā) 328

27.1CAN層級結(jié)構(gòu) 328

27.2創(chuàng)建CAN設(shè)備 329

27.3實現(xiàn)CAN設(shè)備的操作方法 330

27.3.1configure：配置CAN

設(shè)備 330

27.3.2control：控制CAN

設(shè)備 331

27.3.3sendmsg：發(fā)送一幀

數(shù)據(jù) 334

27.3.4recvmsg：接收一幀

數(shù)據(jù) 336

27.4CAN中斷處理 337

27.5注冊CAN設(shè)備 339

27.6驅(qū)動配置 340

27.7驅(qū)動驗證 341

27.8本章小結(jié) 344

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責(zé)任編輯：王瑩，部門領(lǐng)導(dǎo)：盧志堅

發(fā)布人：尹文敏