技术咨询
代买器件
商务客服
研发客服摘要：你点亮过多少板子的LED灯呢？有很多小伙伴要求讲一下STM32、FPGA、Liunx三者之间有什么不同。其实不同点很多，口说无凭，今天就来点亮一下STM32、FPGA和Liunx板子的LED灯！
大家大致看一下点灯流程、点灯环境和点灯流程，就能大概的了解一下三者的区别，从而可以有选择的去学习
一、使用STM32点亮LED灯
STM32从字面上来理解ST是意法半导体，M是Microelectronics的缩写，32 表示32位，合起来理解，STM32就是指ST公司开发的32位微控制器。在如今的32 位控制器当中，STM32可以说是最璀璨的新星，它受宠若娇，大受工程师和市场的青睐，无芯能出其右。首先使用STM32电亮一个led灯，大家现在回过头来看是不是非常的简单。
STM32初始化流程：
1、使能指定GPIO的时钟。
2、初始化GPIO，比如输出功能、上拉、速度等等。
3、STM32有的IO可以作为其它外设引脚，也就是IO复用，如果要将IO作为其它外设引脚使用的话就需要设置 IO 的复用功能。
4、最后设置GPIO输出高电平或者低电平。
1、新建工程
2、代码编写
//LEDIO初始化
voidLED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF,ENABLE);//使能GPIOF时钟
//GPIOF9,F10初始化设置
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;//LED0和LED1对应IO口
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;//上拉
GPIO_Init(GPIOF,&GPIO_InitStructure);//初始化GPIO
GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10);//GPIOF9,F10设置高，灯灭
}
3、编译代码
4、配置下载器
烧录代码
二、使用FPGA点亮LED灯
FPGA(Field Programmable Gate Array，简称 FPGA)，译文：现场可编程门阵列，一种主要以数字电路为主的集成芯片，于1985年由Xilinx创始人之一 Ross Freeman发明，属于可编程逻辑器件PLD(Programmable Logic Device)的一种。真正意义上的第一颗FPGA芯片XC2064为Xilinx所发明，这个时间差不多比著名的摩尔定律晚20年左右，但是FPGA一经发明，后续的发展速度之快，超出大多数人的想象。
计数器是在FPGA设计中最常用的一种时序逻辑电路，根据计数器的计数值我们可以精确的计算出FPGA内部各种信号之间的时间关系，每个信号何时拉高、何时拉低、拉高多久、拉低多久都可以由计数器实现精确的控制。而让计数器计数的是由外部晶振产生的时钟，所以可以比较精准的控制具体需要计数的时间。计数器一般都是从0开始计数，计数到我们需要的值或者计数满溢出后清零，并可以进行不断的循环。
本例我们让计数器计数1s时间间隔，来实现led灯每隔1s闪烁一次的效果。
LED灯硬件原理图
流水灯实验管脚分配
1、模块框图
 模块框图 |
 输入输出信号描述 |
开始RTL代码的编写，RTL代码编写出的模块叫RTL模块(后文中也称功能模块、可综合模块)。之所以叫RTL代码是因为用Verilog HDL在Resistances Transistors Logic（寄存器传输级逻辑）来描述硬件电路，RTL代码能够综合出真实的电路以实现我们设计的功能，区别于不可综合的仿真代码。
`timescale1ns/1ns
//带标志信号的计数器
modulecounter
#(
parameterCNT_MAX=25'd24_999_999
)
(
inputwiresys_clk,//系统时钟50Mhz
inputwiresys_rst_n,//全局复位
outputregled_out//输出控制led灯
);
reg[24:0]cnt;//经计算得需要25位宽的寄存器才够500ms
regcnt_flag;
//cnt:计数器计数,当计数到CNT_MAX的值时清零
always@(posedgesys_clkornegedgesys_rst_n)
if(sys_rst_n==1'b0)
cnt<= 25'b0;
elseif(cnt< CNT_MAX)
cnt <= cnt + 1'b1;
else
cnt<= 25'b0;
//cnt_flag:计数到最大值产生的标志信号
always@(posedgesys_clkornegedgesys_rst_n)
if(sys_rst_n==1'b0)
cnt_flag<= 1'b0;
elseif(cnt==CNT_MAX-1'b1)
cnt_flag<= 1'b1;
else
cnt_flag<= 1'b0;
//led_out:输出控制一个LED灯,每当计数满标志信号有效时取反
always@(posedgesys_clkornegedgesys_rst_n)
if(sys_rst_n==1'b0)
led_out<= 1'b0;
elseif(cnt_flag==1'b1)
led_out<= ~led_out;
endmodule
3、代码的分析和综合
4、 查看RTL视图
5、Testbench代码的编写
`timescale1ns/1ns
moduletb_counter();
//wiredefine
wireled_out;
//regdefine
regsys_clk;
regsys_rst_n;
//初始化系统时钟、全局复位
initialbegin
sys_clk=1'b1;
sys_rst_n<= 1'b0;
#20
sys_rst_n<= 1'b1;
end
//sys_clk:模拟系统时钟，每10ns电平翻转一次，周期为20ns，频率为50Mhz
always#10sys_clk=~sys_clk;
initialbegin
$timeformat(-9,0,"ns",6);
$monitor("@time%t:led_out=%b",$time,led_out);
end
//-------------counter_inst--------------
counter
#(
.CNT_MAX(25'd24)
)
counter_inst
(
.sys_clk(sys_clk),//inputsys_clk
.sys_rst_n(sys_rst_n),//inputsys_rst_n
.led_out(led_out)//outputled_out
);
endmodule
6、ModelSim仿真波形
7、上板验证
程序下载完毕后，会看到板卡LED0不断闪烁，时间间隔为1秒。
三、使用I.MX6ULL IO点亮LED
嵌入式linux学习者大体可以分为两类，一类是进阶用户，主要指已经有大量mcu工作经验的开发者， 他们希望进阶到更有难度，薪资更高的mpu开发中去。另一类则是学生用户，主要是刚开始接触嵌入式开发的大学生群体。
I.MX应用处理器包括I.MX8、I.MX7、I.MX6及I.MX28系列，被广泛应用于工业控制、汽车电子领域，久经市场考验。而且它的产品线非常丰富，用户熟悉其中一款产品后就能非常方便地迁移至不同的平台。
一般拿到一款全新的芯片，第一个要做的事情的就是驱动其GPIO，控制其GPIO输出高低电平，我们学习I.MX6U也一样的，先来学习一下I.MX6U的GPIO。在学习I.MX6U的GPIO之前，我们可以对比一下STM32的GPIO初始化(如果没有学过 STM32 就不用回顾了)，我们以最常见的STM32F103为例来看一下STM32的GPIO初始化，示例代码如下：
voidLED_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//使能PB端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;//PB5端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;//IO口速度
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);//根据设定参数初始化GPIOB.5
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_5);//PB.5输出高
}
STM32初始化流程：
1、使能指定GPIO的时钟。
2、初始化 GPIO，比如输出功能、上拉、速度等等。
3、STM32 有的 IO 可以作为其它外设引脚，也就是 IO 复用，如果要将 IO 作为其它外设引脚使用的话就需要设置 IO 的复用功能。
4、最后设置GPIO输出高电平或者低电平。
I.MX6U的GPIO一共有5组：GPIO1、GPIO2、GPIO3、GPIO4和GPIO5，其中GPIO1有32个IO，GPIO2有22个IO，GPIO3有29个IO、GPIO4有29个IO，GPIO5最少，只有12个IO，这样一共有124个GPIO。
I.MX6ULL IO初始化流程：
1、使能时钟，CCGR0—CCGR6这7个寄存器控制着6ULL所有外设时钟的使能。为了简单，设置CCGR0~CCGR6这7个寄存器全部为0XFFFFFFFF，相当于使能所有外设时钟。
2、IO复用，将寄存器IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03的bit3~0设置为0101=5，这样GPIO1_IO03就复用为GPIO。
3、寄存器IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03是设置GPIO1_IO03的电气属性。包括压摆率、速度、驱动能力、开漏、上下拉等。
4、配置GPIO功能，设置输入输出。设置GPIO1_DR寄存器bit3为1，也就是设置为输出模式。设置GPIO1_DR寄存器的bit3，为1表示输出高电平，为0表示输出低电平。
汇编由一条一条指令构成，指令就涉及到汇编指令。
Inta，b; a=b;
假设a地址为0X20，b地址为0x30。
LDRR0,=0X30 LDRR1,[R0] LDRR0,=0X20 STRR1,[R0]
我们在使用汇编编写驱动的时候最常用的就是LDR和STR这两个指令。
1、新建工程
新建工程文件夹：
新建裸机驱动文件夹
新建LED灯文件夹
2、在VSCode中编写代码
ubuntu中我们使用的是VScode编辑器来写代码，跟在windows中新建项目一样，新建项目、保存工作区，然后编写代码。
3、编写代码
.global_start/*全局标号*/_start:/*1、使能所有时钟ldf如果用大写就全部用大写,如果小写就全部用小写*/ldrr0,=0X020C4068//将寄存器CCGR0地址0X020C4068存放到寄存器R0中ldrr1,=0XFFFFFFFF//把寄存器x地址0Xffffffff存放到寄存器r1中strr1,[r0]//把寄存器r1中的值(0XFFFFFFFF)写入到寄存器r0里面的值作为地址的内存里面ldrr0,=0X020C406C/*将寄存器CCGR1地址(0X020C4068)存放到寄存器R0中*/strr1,[r0]
ldrr0,=0X020C4070/*CCGR2*/strr1,[r0]
ldrr0,=0X020C4074/*CCGR3*/strr1,[r0]
ldrr0,=0X020C4078/*CCGR4*/strr1,[r0]
ldrr0,=0X020C407C/*CCGR5*/strr1,[r0]
ldrr0,=0X020C4080/*CCGR6*/strr1,[r0]/*2、设置GPIO1_IO03复用为GPIO1_IO03*/ldrr0,=0X020E0068/*将寄存器SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE加载到r0中*/ldrr1,=0X5/*设置寄存器SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE的MUX_MODE为5*/strr1,[r0]/*3、配置GPIO1_IO03的IO属性
*bit16:0HYS关闭
*bit[15:14]:00默认下拉
*bit[13]:0kepper功能
*bit[12]:1pull/keeper使能
*bit[11]:0关闭开路输出
*bit[7:6]:10速度100Mhz
*bit[5:3]:110R0/6驱动能力
*bit[0]:0低转换率
*/ldrr0,=0X020E02F4/*寄存器SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE*/ldrr1,=0X10B0strr1,[r0]/*4、设置GPIO1_IO03为输出*/ldrr0,=0X0209C004/*寄存器GPIO1_GDIR*/ldrr1,=0X0000008strr1,[r0]/*5、打开LED0
*设置GPIO1_IO03输出低电平
*/ldrr0,=0X0209C000/*寄存器GPIO1_DR*/ldrr1,=0strr1,[r0]/*
*描述：loop死循环
*/loop:
bloop
.global_start@全局标号/**/
4、编译代码
使用如下三条命令来编译代码：
arm-linux-gnueabihf-gcc-g-cleds.s-oled.o arm-linux-gnueabihf-ld-Ttext0X87800000led.o-oled.elf arm-linux-gnueabihf-objcopy-Obinary-S-gled.elfled.bin
编译、链接、格式转换
最终生成了led.oled.elfled.bin三个文件。
5、烧写代码
STM32中代码烧写到内部FLASH。IMX6ULL支持SD卡、EMMC、NAND、nor、SPI flash等启动。裸机例程选择烧写到SD卡里面。在ubuntu下向SD卡烧写裸机bin文件。烧写不是将bin文件拷贝到SD卡中，而是将bin文件烧写到SD卡绝对地址上。而且对于I.MX而言，不能直接烧写bin文件，比如先在bin文件前面添加头部。完成这个工作，需要使用正点原子提供的imxdownload软件。
利用FileZilla Client软件将imxdownload软件发送到工程目录下
烧写的三个命令：
ls/dev/sd*-l chmod777imxdownload ./imxdownloadled.bin/dev/sdb
Imxdownload使用方法，确定要烧写的SD卡文件，需要使用ls /dev/sd* -l命令来检测SD是哪一个文件，我的是/dev/sdb。
插拔SD卡可以看到两个的区别
给予imxdownload可执行权限：Chmod 777 imxdownload
烧写：./imxdownload led.bin /dev/sdb
向SD卡烧写完成
Imxdownlaod会向led.bin添加一个头部，生成新的load.imx文件，这个load.imx文件就是最终烧写到SD卡里面去的。
这里要注意的是如果烧写的速度在几十MB/S左右的话，那么可能意味着烧写失败了。而且是因为SD卡没找到而导致烧写失败，这个问题只能重启 ubuntu解决。
之后就可以从读卡器中把SD拔下来，然后插入到开发板中，将拨码开关拔止SD卡模式，供电之后，蓝色LED亮，红色LED灭，两秒钟之后红色LED亮。
最后，你觉得哪个板子点灯最简单呢?