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Linux 应用案例开发手册——基于Zynq-7010/20工业开发板

2023-1-1 23:43:23 1559 Linux

0 目录 1 开发案例说明 4 2 Linux 常用开发案例 4 2.1 tl_led_flash 案例 4 2.2 tl_key_test 案例 7 2.3 tl_can_echo 案例 11 2.4 tcp_udp_demos 案例 17 3 Python 开发案例 21 3.1 tl_led_flash 22 3.2 tl_key_test 26 1 开发案例说明本文档涉及的开发案例位于产品资料“4-软件资料Demo l-linux-application”路径下的 base-demos 和 python-demos 目录。 base-demos 目录存放 Linux 常用开发案例，案例 bin 目录存放可执行文件，案例 src目录存放源码。 python-demos 目录存放 Python 开发案例，案例脚本文件无需编译，可直接运行。测试板卡是基于创龙科技Xilinx Zynq-7000系列XC7Z010/XC7Z020高性能低功耗处理器设计的异构多核SoC工业级核心板。如需重新编译 Linux 常用开发案例，请将对应案例 src 目录复制到 Ubuntu 工作目录下，进入 src 目录执行如下命令加载 PetaLinux 环境变量，并执行 make 命令进行案例编译。编译完成后，将在当前目录下生成可执行文件。 Host# source /home/tronlong/PetaLinux/setting.sh Host# make CC=arm-linux-gnueabihf-gcc 图 1 2 Linux 常用开发案例 2.1 tl_led_flash 案例 2.1.1 案例功能本案例通过向评估底板用户指示灯 LED 设备节点反复交替写入 1 、0 数值，实现 LED闪烁效果。 LED 点亮与熄灭时间均为 0.5s。程序流程如下图所示：图 2 LED 设备节点为“/sys/class/leds/user-ledX/”目录下的 brightness 。图 3 2.1.2 操作说明将本案例 bin 目录下的可执行程序 tl_led_flash 复制到评估板文件系统，并在可执行程序所在目录执行如下命令运行程序，即可看到评估底板 LED1 以 0.5s 的时间间隔进行闪烁。同时，串口终端打印系统全部 LED 设备信息和程序当前控制的 LED 设备信息。 Target# Target# ./tl_led_flash -help ./tl_led_flash -n 1 图 4 2.1.3 关键代码 (1) 预定义 LED 数组。程序由此数组获取 LED 信息，数组信息必须为系统已有 LED 信息，否则程序运行报错。图 5 (2) LED 亮灭操作和时间间隔。图 6 2.2 tl_key_test 案例 2.2.1 案例功能本案例通过监听用户按键设备节点状态，检测按键事件。程序流程如下图所示。图 7 用户按键设备节点为“/dev/input/event0”。获取按键事件后进行按键键值匹配，再进行事件处理。 2.2.2 操作说明将本案例 bin 目录下的可执行程序 tl_key_test 复制到评估板文件系统，在可执行程序所在目录执行如下命令运行程序，串口终端将打印提示信息。再按下评估板用户按键 KEY1，程序将检测到按键事件，并打印按键状态信息。 Target# Target# ./tl_key_test -help ./tl_key_test -d /dev/input/event0 图 8 2.2.3 关键代码 (1) 定义按键。图 9 (2) 监听按键事件。图 10 (3) 循环监听。图 11 2.3 tl_can_echo 案例 2.3.1 案例功能本案例使用 canutils 工具包的canecho 程序，实现 CAN 接口数据接收并重发功能。 canutils 工具包内含 5 个独立的程序，分别为 canconfig、candump、canecho、cansend、 cansequence 。各程序功能简述如下： (1) canconfig：用于配置 CAN 接口参数，比如波特率、模式等。 (2) candump：从 CAN 接口接收数据并以十六进制形式打印到标准输出，亦可输出到指定文件。 (3) canecho：从 CAN 接口接收数据，并将接收到的数据对外发送。 (4) cansend：向指定 CAN 接口发送数据。 (5) cansequence：向指定 CAN 接口发送自动重复递增数字，或指定接收模式并校验接收的递增数字。本案例仅使用 canecho 功能，如需实现其他功能，可自行下载 canutils 工具包并从中获取对应功能程序源码。下载链接：https://public.pengutronix.de/software/socket-can/ca nutils/。程序流程如下图所示。图 12 2.3.2 操作说明使用 USB 转 CAN 模块连接评估板 CAN 接口和 PC 机 USB 接口，如下图所示。图 13 参照调试工具安装文档安装 USB 转 CAN 驱动和 ECAN Tools 调试软件，双击打开 ECAN Tools 软件，选择设备类型，然后点击“打开设备”。图 14 打开 ECAN Tools，界面如下图所示。图 15 将本案例 bin 目录下的 PL 端.bin 格式可执行文件复制到评估板文件系统"/lib/firmwar e/"目录下，xc7z020 对应的 PL 端可执行文件为 emio_can_demo_xc7z020.bin ，xc7z010 对应的 PL 端可执行文件为 emio_can_demo_xc7z010.bin 。将 PL 端可执行文件重命名为 syst em_wrapper.bin，然后执行如下命令加载 PL 端可执行文件。此处的 PL 端可执行文件起到将 PL 端 IO 通过 EMIO 的方式路由到 PS 端 CAN 控制器的作用。 Target# echo system_wrapper.bin > /sys/class/FPGA_manager/fpga0/firmware 图 16 进入评估板文件系统，使用文件系统自带的 canconfig 工具设置波特率，并启动 CAN 接口。 Target# Target# Target# canconfig canconfig canconfig can0 stop can0 bitrate 125000 can0 start 图 17 将本案例 bin 目录下的可执行程序 tl_can_echo 复制到评估板文件系统，进入可执行程序所在目录，执行如下命令查看程序参数信息。 Target# ./tl_can_echo -help 图 18 执行如下命令绑定 CAN 接口，并接收由 ECAN Tools 发出的数据，然后将接收到的数据重新发送出去。在 ECAN Tools 中输入数据并点击“发送”按钮，可看到有两帧数据，一帧是发送数据，另一帧是接收数据。 Target# ./tl_can_echo can0 -v 图 19 图 20 可按"Ctrl + Z"暂停程序，并执行如下命令退出程序。 Target# killall -9 tl_can_echo 图 21 2.3.3 关键代码 (1) 使用 socket 监听 CAN 接口。图 22 (2)将从 CAN 接口接收到的数据重新发送出去。图 23 2.4 tcp_udp_demos 案例 2.4.1 案例功能本案例主要实现客户端(client)与服务端(server)的文本数据相互收发功能。本案例包含 4 个程序： (1) tl_tcp_server：TCP 服务端测试程序。 (2) tl_tcp_client ：TCP 客户端测试程序。 (3) tl_udp_server：UDP 服务端测试程序。 (4) tl_udp_client ：UDP 客户端测试程序。程序流程如下图所示：图 24 TCP 通信图 25 UDP 通信服务端和客户端程序均可在评估板、 PC 机 Ubuntu 系统上运行。当服务端与客户端程序均在评估板上运行时，可通过 127.0.0.1 进行本地回环测试，无需经过路由器。为方便测试，本章节采用评估板本地回环测试， bin 目录下的 4 个文件均为 ARM 端可执行程序。 2.4.2 操作说明将本案例 bin 目录下的 4 个可执行程序复制到评估板文件系统。在 Ubuntu 中执行如下命令使用OpenSSH 登陆评估板文件系统，如下图所示。 Host# sudo sshroot@192.168.1.158 //192.168.1.158 为评估板 IP，请根据实际情况修改图 26 (1) TCP 通信测试在可执行程序所在目录执行如下命令运行 TCP 服务端和客户端程序。 2233 为服务端程序指定的端口号，客户端程序端口号参数需与服务端程序一致。 Target# Target# ./tl_tcp_server 2233 //TCP 服务端命令 ./tl_tcp_client 127.0.0.1 2233 //TCP 客户端命令程序执行后，客户端将会连接服务端。在服务端输入字符串"Tronlong" ，按下回车键即可在客户端显示对应内容。在客户端输入字符串"Hello Tronlong"，按下回车键即可在服务端显示对应内容，如下图所示。图 27 TCP 服务端图 28 TCP 客户端 (2) UDP 通信测试在可执行程序所在目录执行如下命令运行 UDP 服务端和客户端程序。 2233 为服务端程序指定的端口号，客户端程序端口号参数需与服务端程序一致。 Target# Target# ./tl_udp_server 2233 //UDP 服务端命令 ./tl_udp_client 127.0.0.1 2233 //UDP 客户端命令程序执行后，客户端将不会连接服务端。服务端在收到客户端信息前无法得知客户端的存在，因此需要客户端先向服务端发送信息。在客户端输入字符串"Tronlong"，按下回车键即可在服务端显示对应内容。在服务端输入字符串"HelloTronlong"，按下回车键即可在客户端显示对应内容，如下图所示。图 29 UDP 客户端图 30 UDP 服务端如需在 PC 端 Ubuntu 系统运行服务端或客户端程序，请将案例 src 源码目录拷贝到 Ubuntu 工作目录。进入源码目录后执行 make 命令，即可在当前目录下生成 x86 端可执行程序。在不同终端运行服务端或客户端程序的命令类似，但 127.0.0.1 需使用服务器 IP 地址替代。 Host# make 图 31 2.4.3 关键代码以 TCP 通信程序为例。 (1) tl_tcp_client.c 注意源码中的 struct sockaddr_in 、socket 、connect 、fgets 、send 、recv 等数据结构和系统调用的使用。 (2) tl_tcp_server.c 注意源码中的 struct sockaddr_in、socket、connect、fgets、send 、recv 、bind 、listen、 accept 等数据结构和系统调用的使用。 3 Python 开发案例本章节以两个简单案例演示 Python 的使用方法。系统已支持 Python2.7 和 Python3.5，相关库分别位于文件系统“/usr/lib/python2.7/”和 “/usr/lib/python3.5/”目录下。图 32 3.1 tl_led_flash 3.1.1 案例功能本案例通过向评估底板用户指示灯 LED 设备节点反复交替写入 1 、0 数值，实现 LED 闪烁效果。 LED 点亮与熄灭时间均为 0.5s。程序流程如下图所示。图 33 LED 设备节点为“/sys/class/leds/user-ledX/”目录下的 brightness 。图 34 3.1.2 操作说明将案例目录下的 tl_led_flash.py 脚本文件拷贝到评估板文件系统，并在脚本文件所在目录执行如下命令查看程序参数信息。 Target# ./tl_led_flash.py -h 图 35 执行如下命令运行脚本程序，即可看到评估底板上的 LED1 进行闪烁。 Target# ./tl_led_flash.py 图 36 可按下"Ctrl + C"终止程序。 3.1.3 关键代码 (1) 查找所有 LED 设备。图 37 (2) 控制 LED 亮灭。图 38 3.2 tl_key_test 3.2.1 案例功能本案例通过监听用户按键设备节点状态，检测按键事件。程序流程如下图所示。图 39 3.2.2 操作说明将案例目录下的 tl_key_test.py 脚本文件拷贝到评估板文件系统，并在脚本文件所在目录执行如下命令查看程序参数信息。 Target# ./tl_key_test.py -h 图 40 执行如下命令运行脚本程序，串口终端将打印提示信息。再按下评估板用户按键 KEY1，程序将检测到按键事件，并打印按键状态信息。 Target# ./tl_key_test.py -d /dev/input/event0 图 41 可按下"Ctrl + C"终止程序。 3.2.3 关键代码 (1) 打开按键设备。图 42 (2) 监听按键事件。图 43 0
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