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Android 下led 的控制(上)--Android部分

阿新 • • 發佈：2019-01-24

首先說一下我的開發環境，硬體環境開發板使用的是全志的CQA83T板子，Android開發是windows下的eclipse。關於Android下控制led，主要有兩大部分，一是Android程式，二是Linux驅動開發。Android部分的開發肯定要使用Android ndk，jni程式設計，通過jni來呼叫Linux下的C函式從而控制led裝置。關於ndk的安裝，和簡單使用我在另外的部落格裡面已經寫了，有興趣的可以自己看看。這篇部落格住要是講一下Android部分的開發，這裡預設led驅動正常。

先看一下我的工程目錄，如下圖：


紅色是我們工程的所有檔案，後面打對勾是我們需要編輯的檔案。

第一步：java部分檔案編輯，這部分主要三個檔案，佈局檔案activity_main.xml、邏輯控制檔案MainActivity.java、led控制封裝類A83TLED.java三個檔案。

(1)佈局檔案activity_main.xml

佈局檔案沒什麼可講的，就是一列按鈕，檔案內容如下：

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="fill_parent"
    android:layout_height="fill_parent"
    android:orientation="vertical">
    
    <Button 
        android:id="@+id/device_open_btn"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="device_open"/>
    
    <Button 
        android:id="@+id/led1_on_btn"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="led1_on"/>
    
    <Button 
        android:id="@+id/led1_off_btn"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="led1_off"/>
    
    <Button 
        android:id="@+id/led2_on_btn"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="led2_on"/>
    
    <Button 
        android:id="@+id/led2_off_btn"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="led2_off"/>
    
    <Button 
        android:id="@+id/beep_on_btn"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="beep_on"/>
    
    <Button 
        android:id="@+id/beep_off_btn"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="beep_off"/>
    
     <Button 
        android:id="@+id/device_close_btn"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="device_close"/>
    
</LinearLayout>
實際顯示的佈局圖如下： 雖然說沒什麼講的，還是說一下每個按鈕的作用吧。

device_open：裝置開啟按鈕，在Linux下一切皆檔案，想要操作led，首先要開啟led裝置。

led1_on：開啟1號led

led1_off：關閉1號led

led2_on：開啟2號led

led2_off：關閉2號led

beep_on：開啟蜂鳴器，這裡說一下，蜂鳴器的控制和led一樣，開關訊號，單引腳，即是隻需要控制引腳的輸出電平是0或1即可。所以驅動和led寫在一起。

beep_off：關閉蜂鳴器

device_close：關閉裝置。

(2)看一下A83TLED.java這個檔案。這個檔案主要是對本地方進行宣告，封裝了幾個控制函式，以及載入本地庫。

檔案內容如下：

package com.coban.a83tled;

import java.io.IOException;

import android.util.Log;

public class A83TLed {
	private static final String TAG = "A83TLed";
	private int ret;
	
	public A83TLed(String path) throws SecurityException, IOException{
		ret = open_led_device(path);
		if (ret < -1) {
			Log.e(TAG, "native open returns null");
			throw new IOException();
		}
	}
	
	//開啟裝置
	public void open_led(){
		ret = open_led_device("/dev/led");
		if (ret < -1) {
			Log.e(TAG, "native open returns null");
		}
	}
	
	//開啟led
	public void on_led(int num){
		ioctl_led(num,1);
	}
	
	//關閉led
	public void off_led(int num){
		ioctl_led(num,0);
	}
	
	//關閉裝置
	public void close_led(){
		close_led_device();
	}
	
	// JNI宣告本地函式
	private native static int open_led_device(String path);
	private native void ioctl_led(int i, int j);
	private native void close_led_device();
	
<span style="white-space:pre">	</span>//載入本地庫
	static{
		System.loadLibrary("a83tled");
	}
	
}

檔案很簡單，首先是類的構造，類的方法，JNI本地函式宣告，載入本地庫。在類宣告時就打開了裝置，當然也提供了開啟裝置的方法open_led()，既然提供了開啟裝置

那對應的也提供了關閉裝置函式close_led()，另外提供了led的開啟on_led()和關閉off_led()方法。這些方法都是呼叫了jni函式，而jni又呼叫Linux函式。這個檔案就是這樣了。

(3)下面來看一下控制邏輯檔案MainActivity.java檔案。這個檔案主要是提供控制邏輯，直接面向使用者。

檔案內容如下：

package com.coban.a83tled;

import java.io.IOException;

import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;

public class MainActivity extends Activity {

	private Button led1On = null;
	private Button led1Off = null;
	private Button led2On = null;
	private Button led2Off = null;
	private Button beepOn = null;
	private Button beepOff = null;
	
	private Button deviceOpen = null;
	private Button deviceClose = null;
	
	private A83TLed a83tLed = null;
	
	
    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        
        try {
			a83tLed = new A83TLed("/dev/led");
		} catch (IOException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
        
        initLayout();
        btnListener();
        
    }
    
    //初始化介面
    private void initLayout(){
    	led1On = (Button)this.findViewById(R.id.led1_on_btn);
    	led1Off = (Button)this.findViewById(R.id.led1_off_btn);
    	led2On = (Button)this.findViewById(R.id.led2_on_btn);
    	led2Off = (Button)this.findViewById(R.id.led2_off_btn);
    	beepOn = (Button)this.findViewById(R.id.beep_on_btn);
    	beepOff = (Button)this.findViewById(R.id.beep_off_btn);
    	
    	deviceOpen = (Button)this.findViewById(R.id.device_open_btn);
    	deviceClose = (Button)this.findViewById(R.id.device_close_btn);
    }

    //按鈕監聽
    private void btnListener(){
    	
    	led1On.setOnClickListener(new OnClickListener() {
			
			@Override
			public void onClick(View arg0) {
				// TODO Auto-generated method stub
				a83tLed.on_led(1);
			}
		});
    	
    	led1Off.setOnClickListener(new OnClickListener() {
			
			@Override
			public void onClick(View arg0) {
				// TODO Auto-generated method stub
				a83tLed.off_led(1);
			}
		});
    	
    	led2On.setOnClickListener(new OnClickListener() {
			
			@Override
			public void onClick(View arg0) {
				// TODO Auto-generated method stub
				a83tLed.on_led(2);
			}
		});
    	
    	led2Off.setOnClickListener(new OnClickListener() {
			
			@Override
			public void onClick(View arg0) {
				// TODO Auto-generated method stub
				a83tLed.off_led(2);
			}
		});
    	
    	beepOn.setOnClickListener(new OnClickListener() {
			
			@Override
			public void onClick(View arg0) {
				// TODO Auto-generated method stub
				a83tLed.on_led(3);
			}
		});
    	
    	beepOff.setOnClickListener(new OnClickListener() {
			
			@Override
			public void onClick(View arg0) {
				// TODO Auto-generated method stub
				a83tLed.off_led(3);
			}
		});
    	
    	deviceOpen.setOnClickListener(new OnClickListener() {
			
			@Override
			public void onClick(View arg0) {
				// TODO Auto-generated method stub
				a83tLed.open_led();			}
		});
    	
    	deviceClose.setOnClickListener(new OnClickListener() {
			
			@Override
			public void onClick(View arg0) {
				// TODO Auto-generated method stub
				a83tLed.close_led();
			}
		});
    	
    }
    
    @Override
    protected void onDestroy() {
    	// TODO Auto-generated method stub
    	super.onDestroy();
    	a83tLed.close_led();
    }
    
}

這裡主要就是對按鈕的初始化和監聽，然後呼叫類A83TLed裡的方法實現控制。

這樣java檔案就編寫完了。

第二步：生成jni標頭檔案

上面一步，把java檔案的編輯完成了，然後我們要生成標頭檔案了。

(1)在工程目錄下新建jni資料夾。

(2)使用dos視窗進入工程目錄下面，使用javah命令生成自動生成標頭檔案。具體命令如下

javah -classpath src -d jni com.coban.a83tled.A83TLed

然後你會在jni資料夾下找到生成的標頭檔案com_coban_a83tled_A83TLed.h

有關操作我在另一篇部落格裡面都有詳細說明，http://blog.csdn.net/dingfengen/article/details/51604877

那我們來看一下標頭檔案：

/* DO NOT EDIT THIS FILE - it is machine generated */
#include <jni.h>
/* Header for class com_coban_a83tled_A83TLed */

#ifndef _Included_com_coban_a83tled_A83TLed
#define _Included_com_coban_a83tled_A83TLed
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
/*
 * Class:     com_coban_a83tled_A83TLed
 * Method:    open_led_device
 * Signature: (Ljava/lang/String;)I
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_coban_a83tled_A83TLed_open_1led_1device
  (JNIEnv *, jclass, jstring);

/*
 * Class:     com_coban_a83tled_A83TLed
 * Method:    ioctl_led
 * Signature: (II)V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_coban_a83tled_A83TLed_ioctl_1led
  (JNIEnv *, jobject, jint, jint);

/*
 * Class:     com_coban_a83tled_A83TLed
 * Method:    close_led_device
 * Signature: ()V
 */
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_coban_a83tled_A83TLed_close_1led_1device
  (JNIEnv *, jobject);

#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
主要包含的就是本地函式宣告。

第三步：本地C或C++檔案的編輯。這裡主要是倆檔案，一個是a83tled.c，另一個是Android.mk。最後生成的so庫的全名是liba83tled.so，這個名字和c檔名保持一致。

以及前面java里加載的庫名，也是這個檔名。這一點我曾經出過錯誤，在此也提醒一下大家。首先在jni資料夾下建立a83tled.c和Android.mk檔案。

先看a83tled.c這個檔案的內容：

#include <termios.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <jni.h>

#include "android/log.h"

static const char *TAG = "a83tled";
static int fd = -1;

#define IOCTL_SET_ON 1
#define IOCTL_SETOFF 0

#define LOGI(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO,  TAG, fmt, ##args)
#define LOGD(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, TAG, fmt, ##args)
#define LOGE(fmt, args...) __android_log_print(ANDROID_LOG_ERROR, TAG, fmt, ##args)

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_coban_a83tled_A83TLed_open_1led_1device (JNIEnv *env, jclass thiz, jstring path)
{
	jboolean iscopy;
	const char *path_utf = (*env)->GetStringUTFChars(env, path, &iscopy);
	LOGD("Opening %s",path_utf);
	fd = open("/dev/led",O_WRONLY,0777);
	LOGD("open fd = %d",fd);

	(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, path, path_utf);

	if(fd < -1)
	{
		LOGE("Cannot open port");
		/* TODO: throw an exception */
		return NULL;
	}

	return fd;

}


JNIEXPORT void JNICALL Java_com_coban_a83tled_A83TLed_ioctl_1led (JNIEnv *env, jobject thiz, jint i, jint j)
{
	if(fd > -1)
	{
		if(1 == j)
		{
			ioctl(fd,IOCTL_SET_ON,i);
		}
		else
		{
			ioctl(fd,IOCTL_SETOFF,i);
		}
	}
}


JNIEXPORT void JNICALL Java_com_coban_a83tled_A83TLed_close_1led_1device(JNIEnv *env, jobject thiz)
{
	if(fd > -1)
	{
		close(fd);
	}
}

這個檔案主要是實現了標頭檔案裡宣告的函式。對熟悉Linux程式設計的朋友應該很簡單了，就是用ioctl函式控制led的亮和滅，用檔案操作函式，開啟和關閉裝置。就不再具體細

說了。

下面再看一下Android.mk檔案，其內容如下：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

include $(CLEAR_VARS)

TARGET_PLATFORM := android-3
LOCAL_MODULE    := a83tled
LOCAL_SRC_FILES := a83tled.c
LOCAL_LDLIBS    := -llog

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

這個Androd.mk檔案不長，下面我們來簡單解釋下：

LOCAL_PATH := $(call my-dir)

一個Android.mk 檔案首先必須定義好LOCAL_PATH變數。它用於在開發樹中查詢原始檔。在這個例子中，巨集函式’my-dir’, 由編譯系統提供，用於返回當前路徑（即

包含Android.mk file檔案的目錄）。

include $( CLEAR_VARS)

CLEAR_VARS由編譯系統提供，指定讓GNU MAKEFILE清除許多LOCAL_XXX變數（例如 LOCAL_MODULE, LOCAL_SRC_FILES, LOCAL_STATIC_LIBRARIES, 

等等...), 除LOCAL_PATH 。這是必要的，因為所有的編譯控制檔案都在同一個GNU MAKE執行環境中，所有的變數都是全域性的。

TARGET_PLATFORM := android-3

TARGET_PLATFORM是Android.mk 解析的時候，目標 Android 平臺的名字， 其中，android-3 -> Official Android 1.5 system images 

       android-4 -> Official Android 1.6 system images ， android-5 -> Official Android 2.0 system images

LOCAL_MODULE := a83tled

　　編譯的目標物件，LOCAL_MODULE變數必須定義，以標識你在Android.mk檔案中描述的每個模組。名稱必須是唯一的，而且不包含任何空格。注意：編譯

系統會自動產生合適的字首和字尾，換句話說，一個被命名為'a83tled'的共享庫模組，將會生成'liba83tled.so'檔案。

　　重要注意事項：如果你把庫命名為‘liba83tled’，編譯系統將不會新增任何的lib字首，也會生成 'liba83tled.so'，這是為了支援來源於Android平臺的原始碼的Android.mk檔案，如果你確實需要這麼做的話。

LOCAL_SRC_FILES := a83tled.c

　　LOCAL_SRC_FILES變數必須包含將要編譯打包進模組中的C或C++原始碼檔案。注意，你不用在這裡列出標頭檔案和包含檔案，因為編譯系統將會自動為你找出依賴型的檔案；

僅僅列出直接傳遞給編譯器的原始碼檔案就好。

　　注意，預設的C++原始碼檔案的副檔名是’.cpp’. 指定一個不同的副檔名也是可能的，只要定義LOCAL_DEFAULT_CPP_EXTENSION變數，不要忘記開始的小圓點（也就是’.cxx’,而不是’cxx’）

<span style="background-color: rgb(255, 255, 255);">     LOCAL_LDLIBS    := -llog</span>
LOCAL_LDLIBS:  編譯模組時要使用的附加的連結器選項。這對於使用‘-l’字首傳遞指定庫的名字是有用的。

include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

　　BUILD_SHARED_LIBRARY表示編譯生成共享庫，是編譯系統提供的變數，指向一個GNU Makefile指令碼，負責收集自從上次呼叫'include $(CLEAR_VARS)'以來，定義在LOCAL_XXX變數中的所有資訊，

並且決定編譯什麼，如何正確地去做。還有 BUILD_STATIC_LIBRARY變量表示生成靜態庫：lib$(LOCAL_MODULE).a， BUILD_EXECUTABLE 表示生成可執行檔案。

第四步，就是編譯了。

首先：再工程目錄中，右鍵點選工程名 --> Android tools --> Add Native Support  來新增ndk支援，會出現如下介面：


然後是編譯，點選工具欄裡的錘子圖示，如下圖：


如果沒有錯誤，下載到開發板測試。如下圖，


我的這裡沒有錯誤。

簡單總結一下，這裡我比他們給的例程裡面多了一個開啟裝置函式，在java層。這個程式的執行過程是這樣的，介面按鈕(xml檔案) --> 邏輯控制層(MainActivity.java) --> java實際呼叫層(A83TLed.java) --> jni層(a83tled.c) --> linux應用層 --> linux底層驅動。

這裡參考瞭如下連線：

http://blog.csdn.net/ly131420/article/details/9619269

http://www.cnblogs.com/devinzhang/archive/2012/02/29/2373729.html

特此感謝。

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