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开发板 的 LED 灯 作用 : 嵌入式软件的开发初期, 如 开发 BootLoader 代码 或者 Kernel 内核代码 过程中, 有效的调试方法有限, 此时通常使用 开发板上的 LED 灯 作为 程序调试的手段 ;  另外除 LED 灯 之外 并不是没有调试手段, JLink 调试器可以进行本阶段的调试 ;

之后的博客中开始接触 外围 硬件的操作, 外围硬件包括 串口, Flash, SD卡, 网卡 等; LED 是最简单的一种 外围硬件;

外围硬件驱动程序设计流程 : ① 分析原理图 ② 阅读分析 芯片手册, ③ 驱动设计, ④ 代码编写 ;





本博客的参考文章及相关资料下载 :

1.本博客代码及参考手册下载 : https://download.csdn.net/download/han1202012/10573310



#一. LED  简介




##1. LED 原理图


###(1) LED 底板 原理图 

LED 底板原理图分析 :

1.LED 发光原理 : LED 是发光二极管, 二极管两端的电压差到达一个阈值, 就会处于导通状态, 此时就是发光状态;
2.OK6410 LED 底板图分析 : 以 第一个 LED1 为例, 右侧时高电平, 左侧是低电平, 当电压差到达一定程度 LED 就会处于导通状态, 低电平端引脚是 NLED1 ;






###(2) LED 核心板 原理图 

LED 核心板原理图 :

1.OK6410 核心板原理图分析 : 下图是 核心板 原理图的部分截图, 可以看到 NLED1 接在 CPU GPIO 的 GPM0 引脚上, 因此可以通过操作 GPIO 的 GPM0 引脚 来进行设置 NLED1 引脚的低电平操作;








##2. GPIO 


###( 1 ) GPIO 简介

GPIO 简介 : 英文全称 General-Purpose Input / Output Ports, 中文翻译为 : 通用输入输出端口;

1.GPIO 作用 : 很多结构简单的外部设备 或者 电路 只要求两种状态 : 开 或 关, GPIO 端口 只用于传输 开关 信号, CPU 通过 GPIO 端口来操作这些简单的设备;
2.串口 和 USB 作用 : 用于传输复杂数据, 因此简单的 开关 使用 GPIO 比较 合适;
3.LED 灯场景 : 此处通过操作 GPIO 的 GPM0 引脚, 来给 LED 灯一段加低电平, 只需要 加 或者 不加 两种操作;
4.GPIO 使用 : 每个 GPIO 端口都至少需要两个寄存器来使用, ① 控制寄存器 选择端口的 输入/输出 操作, ② 数据寄存器 用于存放数据;


###( 2 ) GPIO 文档


参考手册 :   ARM芯片 手册 S3C6410X.pdf ( 基于 6410 开发板 ARM 11 )

1.手册对应章节 : 10 章节 10-GPIO;
2.S3C6410X.pdf手册下载地址 :https://download.csdn.net/download/han1202012/10573310




GPIO 文档 :

1.GPIO 引脚说明 : S3C6410 有 187 个输入输出引脚, 分属于 17 个端口; 其中的 LED1 就是属于 GPM0;
2.GPM 控制寄存器 : GPM 控制寄存器分为 4 位, 其中 LED1 连接的引脚为 GPM0, GPM0 引脚 对应的控制寄存器的 [3 : 0] 位, 设置 0b0000 即 设置为输入数据, 设置 0b0001 即设置为输出数据;


3.GPM 数据寄存器 : GPM 数据寄存器 有 6 位 [5 : 0], 设置 第 0 位 数据, 当端口被设置为 输入/输出 功能, 其设置的 0 或 1 数据就是引脚的状态 ;




###( 3 ) 点亮 LED 灯



点亮 LED 灯 :


1.地板原理图分析 : 四个 LED 灯的低电平, 分别由 NLED1, NLED2, NLED3, NLED4 四个引脚控制;




2.核心板原理图 : NLED1, NLED2, NLED3, NLED4 四个引脚分别接在了 GPIO 端口的 GPM0, GPM1, GPM2, GPM3 四个引脚上;




3.设置 GPIO 控制寄存器 : 设置 GPM0, GPM1, GPM2, GPM3 对应的 控制寄存器 ;




4.设置 GPIO 数据寄存器 : 设置 GPM0, GPM1, GPM2, GPM3 对应的 数据寄存器 ; 其中 设置 0 为 低电平, 设置 1 为 高电平, 使 LED 灯亮起来, 该引脚需要设置 低电平 达到 发光二极管的电压差阈值, LED 才能亮起来;









##3. 外设基地址初始化 


###( 1 ) C15 寄存器 简介

C15 寄存器 : 英文全称 Peripheral Port Memory Remap Register, 外设端口内存映射寄存器 ;

1.外设端口内存映射寄存器 作用 : 为 非共享 的设备 重新进行内存映射, 覆盖页表中的内存映射关系, 可以通过一个地址强制访问外设端口;
2.无使用前提 : 不管 MMU 是否启用, 都不影响 外设端口地址内存 的重新映射;
3.权限说明 : 外设端口内存映射寄存器 拥有最高级别的权限, 高于 Primery 和 Normal 级别的内存映射寄存器;




###( 2 )外设端口内存映射寄存器 属性

外设端口内存映射寄存器 属性 :

1.寄存器编号 : 该寄存器是  CP15 协处理器中的 C15 寄存器;
2.寄存器属性 : 该寄存器是一个 32 位 的可读写寄存器;
3.访问权限 : 只有在特权模式下才可以访问 ;








#二. LED  控制代码编写




##1. 汇编代码编写


###(1) 控制 LED 开关 

LED 控制 汇编代码编写 : 基于 OK6410 开发板; 1 ~ 3 步骤为 数据准备, 4 ~ 6 步骤为 设置 GPIO 的 GPM 控制寄存器值, 将引脚设置为输出功能, 7 ~ 9 步骤 为 设置 GPIO 的 GPM 数据寄存器值 ;

1.定义 GPM 控制寄存器地址常量 : GPM 控制寄存器的地址是 0x7F008820, #define GPBCON 0x7F008820, 下图是 S3C6410X.pdf 文档中 10-GPIO Page 338 介绍;


2.定义 GPM 数据寄存器地址常量 : GPM 控制寄存器的地址是 0x7F008824, #define GPBDAT 0x7F008824, 上图是 S3C6410X.pdf 文档中 10-GPIO Page 338 介绍;
3.定义 LED 操作标号 : light_led :, 可以在其它位置通过 跳转到 该标号处执行 LED 灯打开的操作;
4.装载控制寄存器地址 : 首先将 GPM 控制寄存器地址装载到 r0 中, 以方便之后访问这个地址, ldr r0, =GPBCON , 其中 将 0x7F008820 地址装载到了 r0 寄存器中, GPBCON 是之前定义的 GPM 控制器地址 的常量 ;
5.计算 GPM 控制寄存器值 : 下图是 GPM 控制寄存器的值, 4个 LED 灯分别由 GPM0, GPM1, GPM2, GPM3 控制, 因此需要**将 GPM0, GPM1, GPM2, GPM3 对应的控制器设置成输出模式**, 每一位设置占 4 位, 即设置成 0x1 即可, 前 0 ~ 15 位  设置成 0x1111,  GPM4 和 GPM5 的内容不需要, 因此设置成0 即可, 最后该寄存器的值设置成 0x1111 即可; 代码为 ldr r1, =0x1111 ;


6.将 值 正式存储到 GPM 控制寄存器中 : 使用 str 指令, 将 r1 中的值 存储到 GPM 控制寄存器中, 代码为 str r1, [r0], 解读 : 将 r1 中的值 存储到 r0 指向的地址的内存中 ;


此时还未完成, 如果烧写该程序, 会出现无法点亮 LED 灯的情况, OK6410 开发板还需要进行外设基地址初始化步骤;




###(2) 外设端口基地址初始化


参考手册 :   ARM核 手册 Arm1176jzfs.pdf ( 基于 OK6410 开发板 ARM 11 )

1.手册对应章节 : ***3 章节 ***;
2.S3C6410X.pdf手册下载地址 :




外设端口基地址初始化 步骤 :

1.C15 寄存器 ( 外设端口内存映射寄存器 ) 简介 : 控制外设基地址的寄存器的是 C15 寄存器;


2.设置汇编模块标号 : 设置一个标号, 方便汇编语句跳转, 代码 set_serial_port :  ;
3.将基地址装载到 r0 寄存器中 : 查找 OK6410 开发板的 外设基地址, 在 S3C6410X.pdf 文档中查询到, 基地址值为 0x70000000 ; 使用 ldr r0, =0x70000000 语句将基地址值 0x70000000 立即数值  装载到 r0 寄存器中;

① 语法解析 : 区分 ldr r0, =0x70000000 和 ldr r0, 0x70000000 语句, 前者是将 立即数 0x7000000 装载到 r0 寄存器中, 后者是将 数字 0x70000000 的地址 装载到 r0 寄存器中;




4.设置外设端口内存映射寄存器 值 : 下图的表就是该寄存器设置位说明, 我们要初始化 256M 内存, [4:0] 位 设置成 0b10011, 即 0x13, 整个寄存器的值应该是 0x70000000 与 0x13 进行与操作, 代码为 orr r0, r0, #0x13;


5.将 r0 寄存器中的值传递给 C15 协处理器 : 根据下图 c15 协处理器 的 CRn Op1 CRm Op2 , 使用 mcr 指令, 将 r0 值 传给 c15 寄存器; 语句为 mcr p15, 0, r0, c15, c2, 4 ;

① 语法说明 : MCR p,o,Rd,CRN,CRM,q 将 rd 寄存器值 传递给 CRN 协处理器,





6.跳转回原来的位置 : mov pc, lr , 该标号处代码执行完毕, 跳转回调用处继续执行下面的内容;
7.整体代码 :

set_serial_port : 
	ldr r0, =0x70000000								@ 将基地址装载到 r0 寄存器中, 该基地址 在 arm 核 手册中定义
	orr r0, r0, #0x13								@ 设置初始化基地址的范围, 将 r0 中的值 与 0x13 立即数 进行或操作, 将结果存放到 r0 中
	mcr p15, 0, r0, c15, c2, 4						@ 将 r0 中的值设置给 c15 协处理器 
	mov pc, lr




###(3) 完整汇编代码 

完整汇编代码 : 详细注释版本 ;
@****************************  
@File:start.S  
@  
@BootLoader 初始化代码 
@****************************  

.text                                   @ 宏 指明代码段  
.global _start                          @ 伪指令声明全局开始符号  
_start:                                 @ 程序入口标志  
        b   reset                       @ reset 复位异常  
        ldr pc, _undefined_instruction  @ 未定义异常, 将 _undefined_instruction 值装载到 pc 指针中  
        ldr pc, _software_interrupt     @ 软中断异常  
        ldr pc, _prefetch_abort         @ 预取指令异常  
        ldr pc, _data_abort             @ 数据读取异常  
        ldr pc, _not_used               @ 占用 0x00000014 地址                            
        ldr pc, _irq                    @ 普通中断异常  
        ldr pc, _fiq                    @ 软中断异常  

_undefined_instruction: .word undefined_instruction @ _undefined_instruction 标号存放了一个值, 该值是 32 位地址 undefined_instruction, undefined_instruction 是一个地址  
_software_interrupt:    .word software_interrupt    @ 软中断异常  
_prefetch_abort:    .word prefetch_abort            @ 预取指令异常 处理  
_data_abort:        .word data_abort                @ 数据读取异常  
_not_used:      .word not_used                      @ 空位处理  
_irq:           .word irq                           @ 普通中断处理  
_fiq:           .word fiq                           @ 快速中断处理  

undefined_instruction:                              @ undefined_instruction 地址存放要执行的内容  
        nop  

software_interrupt:                                 @ software_interrupt 地址存放要执行的内容  
        nop  

prefetch_abort:                                     @ prefetch_abort 地址存放要执行的内容  
        nop  

data_abort:                                         @ data_abort 地址存放要执行的内容  
        nop  

not_used:                                           @ not_used 地址存放要执行的内容  
        nop  

irq:                                                @ irq 地址存放要执行的内容  
        nop  

fiq:                                                @ fiq 地址存放要执行的内容  
        nop  

reset:                                              @ reset 地址存放要执行的内容  
		bl set_svc                                  @ 跳转到 set_svc 标号处执行
		bl set_serial_port							@ 设置外设基地址端口初始化
		bl disable_watchdog                         @ 跳转到 disable_watchdog 标号执行, 关闭看门狗
		bl disable_interrupt						@ 跳转到 disable_interrupt 标号执行, 关闭中断
		bl disable_mmu								@ 跳转到 disable_mmu 标号执行, 关闭 MMU 
		bl light_led								@ 打开开发板上的 LED 发光二极管

set_svc:
		mrs r0, cpsr                                @ 将 CPSR 寄存器中的值 导出到 R0 寄存器中
		bic r0, r0, #0x1f                           @ 将 R0 寄存器中的值 与 #0x1f 立即数 进行与操作, 并将结果保存到 R0 寄存器中, 实际是将寄存器的 0 ~ 4 位 置 0
		orr r0, r0, #0xd3                           @ 将 R0 寄存器中的值 与 #0xd3 立即数 进行或操作, 并将结果保存到 R0 寄存器中, 实际是设置 0 ~ 4 位 寄存器值 的处理器工作模式代码
		msr cpsr, r0                                @ 将 R0 寄存器中的值 保存到 CPSR 寄存器中
		mov pc, lr									@ 返回到 返回点处 继续执行后面的代码
		
#define pWTCON 0x7e004000                           @ 定义看门狗控制寄存器 地址 ( 6410开发板 )
disable_watchdog:                                 
		ldr r0, =pWTCON                             @ 先将控制寄存器地址保存到通用寄存器中
		mov r1, #0x0                                @ 准备一个 0 值, 看门狗控制寄存器都设置为0 , 即看门狗也关闭了
		str r1, [r0]                                @ 将 0 值 设置到 看门狗控制寄存器中 
		mov pc, lr									@ 返回到 返回点处 继续执行后面的代码
		
disable_interrupt:
	mvn r1,#0x0										@ 将 0x0 按位取反, 获取 全 1 的数据, 设置到 R1 寄存器中
	ldr r0,=0x71200014								@ 设置第一个中断屏蔽寄存器, 先将 寄存器 地址装载到 通用寄存器 R0 中 
	str r1,[r0]										@ 再将 全 1 的值设置到 寄存器中, 该寄存器的内存地址已经装载到了 R0 通用寄存器中

	ldr r0,=0x71300014								@ 设置第二个中断屏蔽寄存器, 先将 寄存器 地址装载到 通用寄存器 R0 中 
	str r1,[r0]										@ 再将 全 1 的值设置到 寄存器中, 该寄存器的内存地址已经装载到了 R0 通用寄存器中
	mov pc, lr										@ 返回到 返回点处 继续执行后面的代码
	
disable_mmu : 
	mcr p15,0,r0,c7,c7,0							@ 设置 I-Cache 和 D-Cache 失效
	mrc p15,0,r0,c1,c0,0							@ 将 c1 寄存器中的值 读取到 R0 通用寄存器中
	bic r0, r0, #0x00000007							@ 使用 bic 位清除指令, 将 R0 寄存器中的 第 0, 1, 2 三位 设置成0, 代表 关闭 MMU 和 D-Cache
	mcr p15,0,r0,c1,c0,0							@ 将 R0 寄存器中的值写回到 C1 寄存器中
	mov pc, lr										@ 返回到 返回点处 继续执行后面的代码
	
set_serial_port : 
	ldr r0, =0x70000000								@ 将基地址装载到 r0 寄存器中, 该基地址 在 arm 核 手册中定义
	orr r0, r0, #0x13								@ 设置初始化基地址的范围, 将 r0 中的值 与 0x13 立即数 进行或操作, 将结果存放到 r0 中
	mcr p15, 0, r0, c15, c2, 4						@ 将 r0 中的值设置给 c15 协处理器 
	mov pc, lr
	
#define GPBCON 0x7F008820
#define GPBDAT 0x7F008824
light_led : 
	ldr r0, =GPBCON								    @ 将 0x7F008820 GPM 控制寄存器的地址 0x7F008820 装载到 r0 寄存器中
	ldr r1, =0x1111								 	@ 设置 GPM 控制寄存器的行为 为 Output 输出, 即每个对应引脚的设置为 0b0001 值
	str r1, [r0]									@ 将 r1 中的值 存储到 r0 指向的 GPBCON 0x7F008820 地址的内存中
	
	ldr r0, =GPBDAT									@ 将 GPBDAT 0x7F008824 地址值 装载到 r0 寄存器中
	ldr r1, =0b110000								@ 计算 GPM 数据寄存器中的值, 设置 0 为 低电平, 设置 1 为高电平, 这里设置 0 ~ 3 位为低电平, 其它为高电平
	str r1, [r0]									@ 将 r1 中的值 存储到 r0 指向的 GPBDAT 0x7F008824 地址的内存中
	mov pc, lr

	






##2. 链接器脚本 

gboot.lds 链接器脚本 代码解析 :

1.指明输出格式 ( 处理器架构 ) : 使用 OUTPUT_ARCH(架构名称) 指明***输出格式, 即处理器的架构***, 这里是 arm 架构的, OUTPUT_ARCH(arm) ;
2.指明输出程序的入口 : 设置编译输出的程序入口位置, 语法为  ENTRY(入口位置), 在上面的 Start.S 中设置的程序入口是 _start, 代码为 ENTRY(_start) ;
3.设置代码段 : 使用 .text : 设置代码段;
4.设置数据段 : 使用 .data : 设置数据段;
5.设置 BSS 段 : 使用 .bss : 设置 BSS 段;

( 1 ) 记录 BSS 段的起始地址 : bss_start = .; ;
( 2 ) 记录 BSS 段的结束地址 : bss_end = .; ;


6.对齐 : 每个段都需要设置内存的对齐格式, 使用 . = ALIGN(4); 设置四字节对齐即可;
7.代码示例 :

OUTPUT_ARCH(arm)        /*指明处理器结构*/  
ENTRY(_start)           /*指明程序入口 在 _start 标号处*/  
SECTIONS {                
    . = 0x50008000;     /*整个程序链接的起始位置, 根据开发板确定, 不同开发板地址不一致*/  
       
    . = ALIGN(4);       /*对齐处理, 每段开始之前进行 4 字节对齐*/  
    .text :             /*代码段*/  
    {  
    start.o (.text)     /*start.S 转化来的代码段*/  
    *(.text)            /*其它代码段*/  
    }  
  
    . = ALIGN(4);       /*对齐处理, 每段开始之前进行 4 字节对齐*/  
    .data :             /*数据段*/  
    {  
    *(.data)  
    }  
      
    . = ALIGN(4);       /*对齐处理, 每段开始之前进行 4 字节对齐*/  
    bss_start = .;      /*记录 bss 段起始位置*/  
    .bss :              /*bss 段*/  
    {  
    *(.bss)   
    }  
    bss_end = .;        /*记录 bss 段结束位置*/  
} 






##3. Makefile 编译脚本 

makefile 文件编写 :

1.通用规则 ( 汇编文件编译规则 ) : 汇编文件 编译 成同名的 .o 文件, 文件名称相同, 后缀不同,  %.o : %.S, 产生过程是 arm-linux-gcc -g -c $^ , 其中 ^ 标识是所有的依赖文件, 在该规则下 start.S 会被变异成 start.o ;
2.通用规则 ( C 文件编译规则 ) : C 代码编译成同名的 .o 文件, %.o : %.c , 产生过程是 arm-linux-gcc -g -c $^ ;
3.设置最终目标 : 使用 all: 设置最终编译目标;

( 1 ) 依赖文件 : 产生最终目标需要依赖 start.o 文件, 使用 all: start.o 表示最终目标需要依赖该文件;
( 2 ) 链接过程 : arm-linux-ld -Tgboot.lds -o gboot.elf $^, 需要使用链接器脚本进行连接, ①链接工具是 arm-linux-ld 工具, ②使用 -Tgboot.lds 设置链接器脚本 是刚写的 gboot.lds 链接器脚本, ③输出文件是 gboot.elf 这是个中间文件,  ④ 依赖文件是 $^ 代表所有的依赖;
( 3 ) 转换成可执行二进制文件 : arm-linux-objcopy -O binary gboot.elf gboot.bin, 使用 -O binary 设置输出二进制文件, 依赖文件是 gboot.elf, 输出的可执行二进制文件 即 结果是 gboot.bin ;


4.makefile 文件内容 :

all: start.o #依赖于 start.o  
    arm-linux-ld -Tgboot.lds -o gboot.elf $^    #使用链接器脚本, 将 start.o 转为 gboot.elf  
    arm-linux-objcopy -O binary gboot.elf gboot.bin #将 gboot.elf 转化为可以直接在板子上执行的 gboot.bin 文件  
      
%.o : %.S   #通用规则, 如 start.o 是由 start.S 编译来的, -c 是只编译不链接  
    arm-linux-gcc -g -c $^  
      
%.o : %.c   #通用规则, 如 start.o 是由 start.c 编译来的, -c 是只编译不链接  
    arm-linux-gcc -g -c $^  
      
.PHONY: clean     
clean:              #清除编译信息  
    rm *.o *.elf *.bin  






##4. 编译输出可执行文件 

编译过程 :

1.文件准备 : 将 汇编代码 ( start.S ) 链接器脚本 ( gboot.lds ) makefile 文件 拷贝到编译目录 ;
2.执行编译命令 : make ;
3.编译结果 : 可以看到 生成了 编译目标文件 start.o, 链接文件 gboot.elf, 可执行的二进制文件 gboot.bin ;








##5. 烧写代码到开发板并执行


###( 1 ) OK6410 开发板启动切换方式 

OK6410 开发板启动切换方式 : 通过控制 开发板右侧的 8个开关来设置启动来源;

1.sd 卡启动 : (1~8) 位置 : 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1;
2.nand flash 启动 : (1~8) 位置 : x, x, x, 1, 1, 0, 0, 1;
3.nor flash 启动 : (1~8) 位置 : x, x, x, 1, 0, 1, 0, x;




###( 2 ) 制作 SD 卡启盘 并 准备程序

制作 SD 卡启动盘 :

1.找到开发板的烧写工具 : OK6410-A 开发板的烧写工具 在开发光盘 A 的 OK6410-A-1G用户光盘（A）-20160812\Linux-3.0.1\Linux烧写工具 目录下,  开发板光盘资料下载地址 ;


2.设置 SD_Writer.exe 属性 ( win10系统需要进行的设置 ) : 右键点击属性, 在兼容性一栏, 设置 以 Windows 7 兼容模式运行, 并设置 以管理员身份运行此程序 ;


3.先格式化 SD 卡 : 注意这里要使用 SD_Writer 中的 format 功能进行格式化 , 按照下面的步骤, 一步一步点击确定执行 ;






4.选择要烧写的文件 : 这里选择 OK6410-A-1G用户光盘（A）-20160812\Linux-3.0.1\Linux烧写工具\mmc_ram256.bin 文件;
5.烧写文件到 SD 卡中 : 直接点击 Program 按钮, 就将启动程序烧写到了 SD 卡中;


6.准备 LED 灯程序 : 将编译出的 gboot.bin 文件名修改成 u-boot.bin, 必须修改成该文件名, 否则无法烧写上去;
7.将程序拷贝到 SD 卡中 : 将程序直接拷贝到 SD 卡中即可;


参考资料 : OK6410烧写裸板程序方法

这是之前写过的博客, 仅作为参考;




###( 3 ) SecureCRT 连接开发板并烧写程序

SecureCRT 连接开发板并烧写程序 步骤 :

1.硬件连接操作 : 使用 USB 转 串口工具 将电脑 与 开发板链接, USB 插在电脑端, 串口端插在 开发板上, 插上电源适配器, 但是不要打开电源开关;
2.开发板设置 : 将开发板右侧的开关设置成 SD 卡启动, 即 (1~8) 位置 : 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1; 该步骤很重要;
2.查询串口端口号 : 在设备管理器中查看串口端口号, 这里可以看到是 COM9;


3.SecureCRT 连接串口 : 打开 SecureCRT 软件, 点击快速连接, 然后在弹出的对话框中按照下面进行配置, ① 首先要选择 Serial 协议, ② 然后选择端口, 这个端口从设备管理器中查看, ③ 波特率选择 115200, ④ 取消 RTS/CTS 选项;


4.打开开发板 ( 很重要 ) : 选中 SecureCRT 软件, 然后按住空格键不放, 这个操作很重要, 打开开发板开关, ① 先按住空格键, ②再打开开关;


5.首先格式化 Nand Flash : 选择 [1] 选项, 格式化 Nand Flash;


6.选择从 SD 卡中烧写 : 选择 [2] Burn image from SD card 选项, 从 SD 卡中向开发板烧写程序;


7.选择烧写 u-boot : 选择 [2] Flash u-boot, 烧写 u-boot, 会从 SD 卡中查找 u-boot.bin 文件, 然后烧写到 nand flash 中, 如果 SD 卡中 没有 u-boot.bin 会报错;


8.设置从 Nand Flash 启动 : 设置开发板上的启动开关,  (1~8) 位置 : x, x, x, 1, 1, 0, 0, 1; 此时 四个 LED 全亮;
9.效果展示 : 设置的 GPBDAT  寄存器值为 0b110000, 四个 LED 灯都亮起来;


10.修改 LED 灯显示参数后显示结果 : 设置 GPBDAT 寄存器中值为 0b110101 是 第一个 和 第三个 LED 亮起来;




本博客的参考文章及相关资料下载 :

1.本博客代码及参考手册下载 : https://download.csdn.net/download/han1202012/10573310

00. 目录
文章目录
00. 目录
01. OLED概述
02. OLED特性参数
03. OLED模块描述
04. OLED模块原理图
05. OLED模块引脚说明
06. OLED模块使用
07. 附录
08. 声明

01. OLED概述
OLED，即有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode），又称为有机电激光显示（OrganicElectroluminesence Display， OELD）。OLED 由于同时具备自发光，不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异之特性，被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。
LCD 都需要背光，而 OLED 不需要，因为它是自发光的。这样同样的显示，OLED 效果要来得好一些。以目前的技术，OLED 的尺寸还难以大型化，但是分辨率确可以做到很高。
02. OLED特性参数
ATK-0.96’ OLED 模块是 ALIENTEK 推出的一款小尺寸(0.96 寸)、高亮、自带升压电路的高性能 OLED 显示模块，分辨率为 128*64，该模块采用原装维信诺高亮 OLED 屏，采用SSD1306 驱动 IC，该芯片内部集成 DCDC 升压，仅需 3.3V 供电，即可正常工作，无需用户再添加升压 DCDC 电路。
模块支持：8 位 6800 并口、8 位 8080 并口、IIC 以及 4 线 SPI 等 4 种通信接口，通过模块背面的 BS1，BS2 焊盘，可以自行设置模块的接口方式。默认为：8 位 8080 并口。该模块各参数如表 1.1 和表 1.2 所示：




ATK0.96’ OLED 模块支持多种通信接口，通过模块背面的 BS1，BS2，可以自行设置模块的通信接口方式，见表 1.3：

03. OLED模块描述
ATK-0.96’ OLED 模块是 ALIENTEK 推出的一款高性能 OLED 显示模块，尺寸小巧（27mm*26mm），结构紧凑，模块通过 1 个 2*8P 的 2.54mm 间距排针与外部连接，模块外观如图 2.1.1 所示：

该模块具有如下特点：

  双色可选，提供纯蓝色或黄蓝双色两种模块

  高分辨率，分辨率为：128*64

  超小尺寸，OLED 显示屏为 0.96 寸，模块尺寸仅为 27mm*26mm

  多种接口方式，提供 8086 并口、6800 并口、4 线 SPI 和 IIC 等五种接口方式

  集成 DCDC，无需外部高压，仅需提供 3.3V 电源，即可正常工作

图 2.1.1 中，左侧的图片是模块的背面图，右侧的是正面图。
04. OLED模块原理图

05. OLED模块引脚说明
ATK-0.96’ OLED 模块通过 2*8 的 2.54 排针同外部单片机通信，各引脚的详细描述如下表所示




温馨提示

模块在使用 IIC 模式或者 4 线 SPI 模式的时候，是不支持读操作的，所以如果你需要读操作，只能选择 6800 或者 8080 并口模式。模块默认是：8080 并口模式，大家根据自己选择的接口模式，来接线。

06. OLED模块使用
ATK-0.96’ OLED 模块的控制器是 SSD1306，支持多种接口方式，我们模块支持 4 种连接方式，这里我们介绍其中 8080 并口模式。
8080并口模式
ATK-0.96’ OLED 模块支持 8 位 8080 并口模式，总共需要 13 根信号线通信，这些信号线如下：

CS：OLED 片选信号。
WR(RW)：向 OLED 写入数据。
RD：从 OLED 读取数据。
D[7:0]：8 位双向数据线。
RST(RES)：硬复位 OLED。
DC：命令/数据标志（0，读写命令；1，读写数据）。

模块的 8080 并口读/写的过程为：先根据要写入/读取的数据的类型，设置 DC 为高（数据）/低（命令），然后拉低片选，选中 SSD1306，接着我们根据是读数据，还是要写数据置RD/WR 为低，然后：
在 RD 的上升沿， 使数据锁存到数据线（D[7:0]）上；
在 WR 的上升沿，使数据写入到 SSD1306 里面；
SSD1306 的 8080 并口写时序如图所示：


SSD1306 的 8080 并口读时序如图 2.3.1.2 所示：


SSD1306 的 8080 接口方式下，控制脚的信号状态所对应的功能如表所示：


注 1：H 代表高电平（VCC），L 代表低电平（GND），↑代表上升沿。
在 8080 方式下读数据操作的时候，我们有时候（例如读显存的时候）需要一个假读命（Dummy Read），以使得微控制器的操作频率和显存的操作频率相匹配。在读取真正的数据之前，由一个的假读的过程。这里的假读，其实就是第一个读到的字节丢弃不要，从第二个开始，才是我们真正要读的数据。
一个典型的读显存的时序图，如图所示：

可以看到，在发送了列地址之后，开始读数据，第一个是 Dummy Read，也就是假读，我们从第二个开始，才算是真正有效的数据。
显存
SSD1306 的显存总共为 128*64bit 大小，SSD1306 将这些显存分为了 8 页，其对应关系如表所示：


SSD1306 的每页包含了 128 个字节，总共 8 页，这样刚好是 128*64 的点阵大小。因为每次写入都是按字节写入的，这就存在一个问
题，如果我们使用只写方式操作模块，那么，每次要写 8 个点，这样，我们在画点的时候，就必须把要设置的点所在的字节的每个位都搞
清楚当前的状态（0/1？），否则写入的数据就会覆盖掉之前的状态，结果就是有些不需要显示的点，显示出来了，或者该显示的没有显
示了。这个问题在能读的模式下，我们可以先读出来要写入的那个字节，得到当前状况，在修改了要改写的位之后再写进 GRAM，这样就
不会影响到之前的状况了。但是这样需要能读 GRAM，对于 4 线 SPI 模式或者 IIC 模式来说，模块是不支持读的，而且读->改->写的方式
速度也比较慢。
我们推荐采用的办法是在单片机的内部建立一个 OLED 的 GRAM（需要 128*8 个字节），在每次修改的时候，只是修改单片机上的 GRAM（实际上就是 SRAM），在修改完了之后，一次性把单片机内部的 GRAM 写入到 OLED 的 GRAM。当然这个方法也有坏处，就是对于那些 SRAM 很小的单片机（比如 51 系列）就比较麻烦了，如果内存不够，那就推荐还是采用并口模式，这样可以节约内存。
指令
SSD1306 的指令比较多，这里我们仅介绍几个比较常用的命令


第一个命令为 0X81，用于设置对比度的，这个命令包含了两个字节，第一个 0X81 为命令，随后发送的一个字节为要设置的对比度的值。这个值设置得越大屏幕就越亮。
第二个命令为 0XAE/0XAF。0XAE 为关闭显示命令；0XAF 为开启显示命令。
第三个命令为 0X8D，该指令也包含 2 个字节，第一个为命令字，第二个为设置值，第二个字节的 BIT2 表示电荷泵的开关状态，该位为 1，则开启电荷泵，为 0 则关闭。在模块初始化的时候，这个必须要开启，否则是看不到屏幕显示的。
第四个命令为 0XB0~B7，该命令用于设置页地址，其低三位的值对应着 GRAM 的页地址。
第五个指令为 0X00~0X0F，该指令用于设置显示时的起始列地址低四位。
第六个指令为 0X10~0X1F，该指令用于设置显示时的起始列地址高四位。
其他命令，我们就不在这里一一介绍了，大家可以参考 SSD1306 datasheet 的第 28 页。从这页开始，对 SSD1306 的指令有详细的介绍。
07. 附录
7.1 【STM32】STM32系列教程汇总
网址：【STM32】STM32系列教程汇总
08. 声明
该教程参考了正点原子的《STM32 F4 开发指南》

数码管简介

数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。数码管按段数可分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元，也就是多一个小数点（DP）这个小数点可以更精确的表示数码管想要显示的内容；按能显示多少个（8）可分为1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等数码管。

数码管分类

数码管也称LED数码管，不同行业人士对数码管的称呼不一样，其实都是同样的产品。

按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极（COM）的数码管，共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极（COM）的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。



数码管应用范围

数码管是显示屏其中一类， 通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示 时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。

由于它的价格便宜 使用简单 在电器特别是家电领域应用极为广泛，空调、热水器、冰箱等等。绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。

数码管的工作原理

共阳极数码管的8个发光二极管的阳极（二极管正端）连接在一起。通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮。根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。

共阴极数码管的8个发光二极管的阴极（二极管负端）连接在一起。通常，公共阴极接低电平（一般接地），其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为高电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能提供额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。



什么是共阴/阳数码管

一只数码管的每一个段划都由一个发光二极管点亮，所以，一位数码管有7个发光二极管构成（如果加上小数点，就有8个）。如果这8个发光二极管的阴极（负极）都连在一起，就叫“共阴数码管”；如果这8个发光二极管的阳极（正极）都连在一起，就叫“共阳数码管”。



共阴数码管与共阳数码管工作原理不同之处

1、共阴数码管与共阳数码管工作原理的不同表现在：数码管由七个条状和一个点状发光二极管管芯制成，称为七段数码管。根据其结构的不同，可分为共阳极数码管和共阴极数码管两种。 共阳共阴，是针对数码管的公共脚而说的。典型的一位数码管，一般有10个脚，8个段码（7段加1个小数点），剩下两个脚接在一起。各个段码实际上是一个发光二极管，既然是发光二极管，就有正负极。共阳，也就是说公共脚是正极（阳极），所有的段码实际上是负极，当某一个或某几个段码位接低电平，公共脚接高电平时，对应的段码位就能点亮，进而组合成数字或字母。共阴是公共脚是负极（阴极），段码位是阳极，当公共脚接地，段码位接高电平时，对应段码位点亮。

2、共阳极数码管是指八段数码管的八段发光二极管的阳极（正极）都连在一起，而阴极对应的各段可分别控制。共阴极数码管是指八段数码管的八段发光二极管的阴极（负极）都连在一起，而阳极对应的各段分别控制。

数码管简介
数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。数码管按段数可分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元，也就是多一个小数点(DP)这个小数点可以更精确的表示数码管想要显示的内容；按能显示多少个(8)可分为1位、2位、3位、4位、5位、6位、7位等数码管。
数码管分类
数码管也称LED数码管，不同行业人士对数码管的称呼不一样，其实都是同样的产品。
按发光二极管单元连接方式可分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管，共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。
数码管应用范围
数码管是显示屏其中一类， 通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示 时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。
由于它的价格便宜 使用简单 在电器特别是家电领域应用极为广泛，空调、热水器、冰箱等等。绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。
数码管的工作原理
共阳极数码管的8个发光二极管的阳极(二极管正端)连接在一起。通常，公共阳极接高电平(一般接电源)，其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低电平时，则该端所连接的字段导通并点亮。根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。
共阴极数码管的8个发光二极管的阴极(二极管负端)连接在一起。通常，公共阴极接低电平(一般接地)，其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为高电平时，则该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能提供额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。
什么是共阴/阳数码管
一只数码管的每一个段划都由一个发光二极管点亮，所以，一位数码管有7个发光二极管构成(如果加上小数点，就有8个)。如果这8个发光二极管的阴极(负极)都连在一起，就叫“共阴数码管”；如果这8个发光二极管的阳极(正极)都连在一起，就叫“共阳数码管”。
共阴数码管与共阳数码管工作原理不同之处
1、共阴数码管与共阳数码管工作原理的不同表现在：数码管由七个条状和一个点状发光二极管管芯制成，称为七段数码管。根据其结构的不同，可分为共阳极数码管和共阴极数码管两种。 共阳共阴，是针对数码管的公共脚而说的。典型的一位数码管，一般有10个脚，8个段码(7段加1个小数点)，剩下两个脚接在一起。各个段码实际上是一个发光二极管，既然是发光二极管，就有正负极。共阳，也就是说公共脚是正极(阳极)，所有的段码实际上是负极，当某一个或某几个段码位接低电平，公共脚接高电平时，对应的段码位就能点亮，进而组合成数字或字母。共阴是公共脚是负极(阴极)，段码位是阳极，当公共脚接地，段码位接高电平时，对应段码位点亮。
2、共阳极数码管是指八段数码管的八段发光二极管的阳极(正极)都连在一起，而阴极对应的各段可分别控制。共阴极数码管是指八段数码管的八段发光二极管的阴极(负极)都连在一起，而阳极对应的各段分别控制。
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