C 語言實現 I.MX6ULL 點燈（續上一篇）、SDK、deep及bsp工程管理

一、匯編點燈轉 C 語言實現

1. 關鍵字：volatile

2. 寄存器地址定義（兩種方式）

（1）直接宏定義地址

（2）結構體封裝寄存器（優化訪問）

3. 核心功能代碼

（1）時鐘初始化：打開所有時鐘門

（2）LED 初始化：引腳復用 + GPIO 方向配置

（3）LED 控制：亮、滅、閃爍

二、SDK 庫文件

1. SDK文件選擇

2. 基于 SDK 的點燈程序優化

三、BSP 工程管理與構建

1. 工程目錄結構（模塊化管理）

2. 蜂鳴器裸機驅動（S8550 PNP 三極管）

3. Makefile 優化（多目錄編譯）

4. 鏈接腳本（imx6ull.lds）

1.鏈接腳本的作用

2.各段及存儲數據類型

一、匯編點燈轉 C 語言實現

1. 關鍵字：volatile

作用：告訴編譯器，被修飾的變量值可能會被程序之外的因素（如硬件寄存器、中斷服務函數）意外修改，禁止編譯器對該變量進行優化

在訪問硬件寄存器時必須使用，確保每次對寄存器的讀寫都是直接操作物理地址，而非操作緩存值

2. 寄存器地址定義（兩種方式）

（1）直接宏定義地址

通過#define將寄存器物理地址強制轉換為對應類型的指針，直接訪問寄存器：

（2）結構體封裝寄存器（優化訪問）

將同組寄存器（如 GPIO1 的 DR、GDIR、PSR 等）封裝為結構體，通過結構體指針映射到基地址：

3. 核心功能代碼

（1）時鐘初始化：打開所有時鐘門

I.MX6ULL 外設默認時鐘關閉，需通過 CCM 寄存器開啟對應外設時鐘，此處為簡化操作，直接打開所有時鐘門：

（2）LED 初始化：引腳復用 + GPIO 方向配置

引腳復用：將GPIO1_IO03配置為 GPIO 功能（復用值 0x05）
電氣屬性：配置引腳驅動能力、上下拉等（0x10B0 為常用配置）
GPIO 方向：將GPIO1_IO03設為輸出模式（GDIR 寄存器對應位寫 1）

void led_init(void)
{// 方式1：直接操作寄存器（無SDK）IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 = 0x05;    // 引腳復用為GPIOIOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03 = 0x10B0;  // 配置引腳電氣屬性GPIO1_GDIR |= (1 << 3);                     // GPIO1_IO03設為輸出（第3位寫1）// 方式2：結構體訪問（優化后）// IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 = 0x05;// IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03 = 0x10B0;// GPIO1->GDIR |= (1 << 3);
}

（3）LED 控制：亮、滅、閃爍

通過操作 GPIO1 的 DR 寄存器（數據寄存器）控制引腳電平：

LED燈亮：對應位寫 0（拉低電平，假設 LED 為共陽極）
LED燈滅：對應位寫 1（拉高電平）
LED燈閃爍：對應位異或（電平翻轉）

// LED點亮
void led_on(void)
{GPIO1->DR &= ~(1 << 3);  // 第3位清0（拉低電平）
}// LED熄滅
void led_off(void)
{GPIO1->DR |= (1 << 3);   // 第3位置1（拉高電平）
}// LED閃爍（電平翻轉）
void led_flicker(void)
{GPIO1->DR ^= (1 << 3);   // 第3位異或（0變1，1變0）
}// 延時函數（軟件延時，時間與參數time相關）
void led_delay(unsigned int time)
{while (time--);
}

二、SDK 庫文件

1. SDK文件選擇

SDK（Software Development Kit）：NXP 提供的 I.MX6ULL 開發工具包，包含完整 IDE（需額外設備：下載器、仿真器）和底層驅動頭文件；
移植核心：僅使用 SDK 中的頭文件（無需完整 IDE），路徑為IMAX6ULL/SDK/，關鍵頭文件包括：
- cc.h：時鐘相關定義；
- core_ca7.h：ARM Cortex-A7 內核相關定義；
- fsl_common.h：通用工具函數定義；
- fsl_iomuxc.h：引腳復用配置函數定義；
- MCIMX6Y2.h：I.MX6ULL 寄存器映射結構體定義。

2. 基于 SDK 的點燈程序優化

SDK 提供了封裝好的引腳配置函數（如IOMUXC_SetPinMux、IOMUXC_SetPinConfig），簡化寄存器操作：

// 時鐘初始化（SDK中CCM已封裝為結構體，可通過CCM->CCGRx訪問）
void clock_init(void)
{CCM->CCGR0 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR1 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR2 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR3 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR4 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR5 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR6 = 0xFFFFFFFF;
}// LED初始化（有SDK）
void led_init(void)
{// 1. 引腳復用：將GPIO1_IO03配置為GPIO功能，第2個參數為ALT引腳（0表示無ALT）IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03, 0);// 2. 引腳電氣屬性配置：驅動能力、上下拉等（0x10B0為標準配置）IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03, 0x10B0);// 3. GPIO方向配置：設為輸出GPIO1->GDIR |= (1 << 3);
}

注意：

時鐘使能：I.MX6ULL外設時鐘默認關閉，初始化外設前必須開啟對應時鐘門;

三、BSP 工程管理與構建

1. 工程目錄結構（模塊化管理）

將代碼按功能拆分到不同目錄，提高可維護性，目錄結構如下：

2. 蜂鳴器實現（S8550 PNP 三極管）

原理：S8550 為 PNP 型三極管，基極高電平時導通，控制蜂鳴器發聲；
核心代碼：與 LED 驅動邏輯類似，僅需修改對應引腳：

//beep.h#ifndef _BEEP_H_
#define _BEEP_H_extern void beep_init(void);
extern void beep_on(void);
extern void beep_off(void);
extern void beep_nor(void);#endif//beep.c#include "beep.h"
#include "fsl_iomuxc.h"
#include "MCIMX6Y2.h"void beep_init(void)
{IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_SNVS_SNVS_TAMPER1_GPIO5_IO01 , 0);   //復用功能IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_SNVS_SNVS_TAMPER1_GPIO5_IO01 , 0x10B0);     //電氣特性       GPIO5->GDIR |= (1 << 1);         //引腳方向配置beep_off();
}void beep_on(void)    //蜂鳴器發聲
{GPIO5->DR &= ~(1 << 1);    //置0
}void beep_off(void)   //蜂鳴器停止發聲
{GPIO5->DR |= (1 << 1);     //置1
}void beep_nor(void)   //蜂鳴器交替發聲
{GPIO5->DR ^= (1 << 1);
}//main.c                         實現LED燈和蜂鳴器的共同操作#include "fsl_iomuxc.h"
#include "MCIMX6Y2.h"
#include "led.h"
#include "beep.h"void clock_init(void)
{CCM->CCGR0 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR1 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR2 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR3 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR4 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR5 = 0xFFFFFFFF;CCM->CCGR6 = 0xFFFFFFFF;   
}void led_delay(unsigned int t)
{while(t--);
}int main(void)
{clock_init();led_init();beep_init();while (1){led_nor();beep_nor();led_delay(0x7FFFF);}
}

3. Makefile 優化（多目錄編譯）

支持多目錄（project、bsp/led、bsp/beep）編譯，自動生成目標文件（obj 目錄），并通過鏈接腳本生成 bin、elf、dis 文件：

target = led// 定義交叉編譯器前綴
cross_compiler = arm-linux-gnueabihf-// 定義編譯工具
cc = $(cross_compiler)gcc       // 編譯器
ld = $(cross_compiler)ld        // 鏈接器
objcopy = $(cross_compiler)objcopy  // 格式轉換工具
objdump = $(cross_compiler)objdump  // 反匯編工具// 頭文件和源文件目錄
incdirs = bsp imx6ull           // 頭文件搜索目錄
srcdirs = bsp project           // 源文件搜索目錄// 生成頭文件包含參數
include = $(patsubst %, -I%, $(incdirs))// 查找所有C和匯編源文件
cfiles = $(foreach dir, $(srcdirs), $(wildcard $(dir)/*.c))
sfiles = $(foreach dir, $(srcdirs), $(wildcard $(dir)/*.S))// 處理文件名（去路徑）
cfilenodir = $(notdir $(cfiles))
sfilenodir = $(notdir $(sfiles))// 生成目標文件路徑
cobjs = $(patsubst %, obj/%, $(cfilenodir:.c=.o))  // C文件對應的.o
sobjs = $(patsubst %, obj/%, $(sfilenodir:.S=.o))  // 匯編文件對應的.o
objs = $(cobjs) $(sobjs)                           // 所有目標文件// 源文件搜索路徑
VPATH = $(srcdirs)// 生成bin文件（依賴所有目標文件）
$(target).bin : $(objs)$(ld) -Timx6ull.lds -o$(target).elf $^       // 鏈接生成elf$(objcopy) -O binary -S -g $(target).elf $@  // 轉換為bin$(objdump) -D $(target).elf > $(target).dis  // 生成反匯編// 匯編文件編譯規則
$(sobjs) : obj/%.o : %.S@mkdir -p obj$(cc) -Wall -nostdlib -c $(include) -o $@ $<// C文件編譯規則
$(cobjs) : obj/%.o : %.c@mkdir -p obj		$(cc) -Wall -nostdlib -c $(include) -o $@ $<// 清理編譯產物
.PHONY : clean
clean:rm -rf $(objs) $(target).elf $(target).bin $(target).dis// 下載程序到SD卡
load:../imxdownload $(target).bin /dev/sdb

總結：

工具（前綴為arm-linux-gnueabihf-）作用
gcc（編譯器）將源代碼（.c/.S）編譯為目標文件（.o）：預處理→編譯→匯編，生成機器碼
ld（鏈接器）按鏈接腳本，將多個目標文件（.o）合并為可執行文件（.elf）
objcopy（目標文件拷貝工具）將.elf 文件轉換為二進制文件（.bin），便于燒寫至開發板 Flash/RAM
objdump（目標文件反匯編工具）對.elf 文件反匯編，生成.dis 文件，用于調試（查看指令與地址對應關系）
輔助工具（如imxdownload）專用燒寫工具，將.bin 文件燒寫到開發板存儲設備（如 SD 卡 /dev/sdb）

工具（前綴為`arm-linux-gnueabihf-`）	作用
`gcc`（編譯器）	將源代碼（.c/.S）編譯為目標文件（.o）：預處理→編譯→匯編，生成機器碼
`ld`（鏈接器）	按鏈接腳本，將多個目標文件（.o）合并為可執行文件（.elf）
`objcopy`（目標文件拷貝工具）	將.elf 文件轉換為二進制文件（.bin），便于燒寫至開發板 Flash/RAM
`objdump`（目標文件反匯編工具）	對.elf 文件反匯編，生成.dis 文件，用于調試（查看指令與地址對應關系）
輔助工具（如`imxdownload`）	專用燒寫工具，將.bin 文件燒寫到開發板存儲設備（如 SD 卡 /dev/sdb）

4. 鏈接腳本（imx6ull.lds）

指定代碼加載地址（I.MX6ULL 常用 0x87800000），定義各段（text、rodata、data、bss）的排列順序，并標記 BSS 段起始 / 結束地址（用于啟動文件初始化 BSS 段）

SECTIONS
{. = 0x87800000;  // 代碼加載基地址（I.MX6ULL DDR起始地址）// 代碼段（text）：存放啟動文件、主程序代碼.text :{obj/start.o  // 啟動文件優先加載（需先初始化棧、BSS段）*(._text)    // 所有文件的text段} // 只讀數據段（rodata）：存放常量，4字節對齊.rodata ALIGN(4) : {*(.rodata*)}// 已初始化數據段（data）：存放初始化過的全局變量，4字節對齊.data ALIGN(4) : {*(.data)}// 未初始化數據段（bss）：存放未初始化的全局變量，需在啟動文件中清0__bss_start = .;  // BSS段起始地址.bss ALIGN(4) : {*(.bss) *(COMMON)}  // 所有bss段和COMMON段__bss_end = .;    // BSS段結束地址
}

注意：

需要在啟動代碼中加入跳轉鏈接

BSS 段初始化：啟動文件（start.S）需在跳轉到 main 前，將__bss_start到__bss_end的內存清0

1.鏈接腳本的作用

鏈接腳本（上文中的imx6ull.lds）的核心作用是定義程序的內存布局，使鏈接器將多個目標文件（.o）合并為可執行文件（.elf）?的配置文件，核心是定義 “內存布局” 和 “段的排列規則”（不同段對應程序中不同類型的數據），確保代碼和數據加載到芯片指定的內存地址（如上文中的-Ttext 0x87800000），達成硬件成功運行的要求

2.各段及存儲數據類型

常見段名	存儲數據類型
`.text`	代碼段：存放可執行指令（如 C 函數、匯編指令），只讀
`.data`	數據段：存放已初始化且非零的全局變量 / 靜態變量，可讀可寫
`.bss`	未初始化數據段：存放未初始化或初始化為零的全局變量 / 靜態變量，運行時由系統清零
`.rodata`	只讀數據段：存放只讀常量（如字符串常量、`const`修飾的全局變量）
`.stack`	棧區：用于函數調用時保存局部變量、函數參數、返回地址，由編譯器自動管理
`.heap`	堆區：用于動態內存分配（如`malloc`申請的內存），需手動管理