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| | | # Android SDK开发入门文档 |
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| | | 首先在windows安装Android Studio，配置好环境，还要在虚拟机上使用同样的步骤安装Android Studio，虚拟机上安装的AS只有一个功能，就是要使用它的ndk交叉编译libgpiod动态库（在虚拟机上也可以不安装Android Studio，直接下载ndk来交叉编译，方法自行百度，本文档介绍第一种方法），其它工作都在windows上进行，交叉编译完成后，会生成gpio.h头文件和libgpiod.so动态库，在windows系统打开AS，配置项目的CMakeLists.txt文件，导入交叉编译好的libgpiod.so，再导入gpio.h头文件到cpp文件中，就能调用libgpiod库的接口。项目需要用到gpio18,gpio20,gpio22三个引脚，把这三个引脚空闲出来，再给gpiochip0赋予777权限，gpiochip0是管理GPIO0（一组引脚有32个，gpio0-32）这一组的gpio，要控制gpio18，gpio20，gpio22就需要有gpiochip0的操作权限。 |
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| | | **总结以上，开发流程为：安装AS，配置AS环境，连接开发板， 空闲gpio引脚,开gpiochip0权限，使用NDK交叉编译libgpiod，设计UI界面，配置CMakeLists.txt，写JNI，最后编译运行**。 |
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| | | ## 1 Android Studio下的 Java App 开发 |
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| | | ### 1.1 软件安装 |
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| | | - 下载地址：https://developer.android.com/?hl=zh-cn |
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| | | - 安装教程：参考博客-[Android Studio 安装配置教程 - Windows(详细版)-CSDN博客](https://blog.csdn.net/qq_38436214/article/details/105073213) |
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| | | ### 1.2 环境配置 |
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| | | - 首先新建一个项目，选择C++ |
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| | | - 安装下载ndk |
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| | | - 查看自己的项目结构 |
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| | | ### 1.3 硬件连接 |
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| | | - **烧录软件下载** |
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| | | 从凌云实验室文件服务器上下载并安装下面烧录软件。 |
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| | | 1、[CP210x_VCP_Windows.zip](http://studio.iot-yun.club:2211/rockchip/tools/CP210x_VCP_Windows.zip) 解压缩并安装开发板的Console调试串口驱动； |
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| | | 2、[DriverAssitant_v5.1.1.zip](http://studio.iot-yun.club:2211/rockchip/tools/DriverAssitant_v5.1.1.zip) ， 解压缩安装RK3568开发板驱动； |
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| | | 3、[RKDevTool_Release_v2.86.zip](http://studio.iot-yun.club:2211/rockchip/tools/RKDevTool_Release_v2.86.zip) ，直接解压缩即可运行的 RK3568开发板烧录软件； |
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| | | - **xshell软件，串口连接** |
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| | | - 在这两个窗口管理开发板连接 |
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| | | ### 1.4 UI界面设计 |
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| | | #### 1.4.1 **切换Project视图，代码文件名为activity_main.xml** |
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| | | - **activity_main.xml**代码： |
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| | | ```xml |
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| | | <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> |
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| | | <androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" |
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| | | xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto" |
|---|
| | | xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools" |
|---|
| | | android:id="@+id/main" |
|---|
| | | android:layout_width="match_parent" |
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| | | android:layout_height="match_parent" |
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| | | tools:context=".MainActivity"> |
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| | | <Button |
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| | | android:id="@+id/button1" |
|---|
| | | android:layout_width="wrap_content" |
|---|
| | | android:layout_height="wrap_content" |
|---|
| | | android:layout_marginTop="76dp" |
|---|
| | | android:text="ON/OFF" |
|---|
| | | app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent" |
|---|
| | | app:layout_constraintStart_toStartOf="parent" |
|---|
| | | app:layout_constraintTop_toBottomOf="@+id/Lamp" /> |
|---|
| | | |
|---|
| | | <ImageView |
|---|
| | | android:id="@+id/imageView2" |
|---|
| | | android:layout_width="45dp" |
|---|
| | | android:layout_height="45dp" |
|---|
| | | android:layout_marginTop="180dp" |
|---|
| | | android:visibility="visible" |
|---|
| | | app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent" |
|---|
| | | app:layout_constraintHorizontal_bias="0.5" |
|---|
| | | app:layout_constraintStart_toStartOf="parent" |
|---|
| | | app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" |
|---|
| | | app:srcCompat="@android:drawable/presence_invisible" /> |
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|---|
| | | <ImageView |
|---|
| | | android:id="@+id/Lamp" |
|---|
| | | android:layout_width="45dp" |
|---|
| | | android:layout_height="45dp" |
|---|
| | | android:layout_marginTop="180dp" |
|---|
| | | android:visibility="invisible" |
|---|
| | | app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent" |
|---|
| | | app:layout_constraintHorizontal_bias="0.5" |
|---|
| | | app:layout_constraintStart_toStartOf="parent" |
|---|
| | | app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" |
|---|
| | | app:srcCompat="@android:drawable/presence_online" /> |
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| | | <TextView |
|---|
| | | android:id="@+id/textView" |
|---|
| | | android:layout_width="150dp" |
|---|
| | | android:layout_height="35dp" |
|---|
| | | android:gravity="center" |
|---|
| | | android:text="RK3568-LED" |
|---|
| | | android:textSize="20sp" |
|---|
| | | app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent" |
|---|
| | | app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent" |
|---|
| | | app:layout_constraintHorizontal_bias="0.532" |
|---|
| | | app:layout_constraintStart_toStartOf="parent" |
|---|
| | | app:layout_constraintTop_toTopOf="parent" |
|---|
| | | app:layout_constraintVertical_bias="0.04" /> |
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| | | </androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout> |
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| | | ``` |
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| | | #### 1.4.2 **在java文件夹下新建一个HardControl类** |
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| | | - 用于放函数接口 |
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| | | - HardControl.java: |
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| | | ```java |
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| | | package com.example.myapplication; |
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| | | public class HardControl { |
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| | | public static native int ledOpen();//打开设备 |
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| | | public static native int ledCtrl_on(int which, int status);//打开led灯 |
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| | | public static native int ledCtrl_off(int which, int status);//关闭led灯 |
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| | | static |
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| | | { |
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| | | System.loadLibrary("myapplication"); |
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| | | System.loadLibrary("gpiod"); |
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| | | } |
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| | | } |
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| | | ``` |
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| | | #### 1.4.3 编写MainActivity.java |
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| | | - MainActivity.java相当于c语言的main函数 |
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| | | - **MainActivity.java** |
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| | | ```java |
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| | | package com.example.myapplication; |
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| | | import android.os.Bundle; |
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| | | import android.view.View; |
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| | | import android.widget.Button; |
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| | | import android.widget.ImageView; |
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| | | import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity; |
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| | | public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener{ |
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| | | ImageView L1; |
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| | | Button bnt1; |
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| | | boolean isLightOn = false; // 指示灯状态 |
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| | | HardControl hardControl = new HardControl(); |
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| | | @Override |
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| | | protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { |
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| | | super.onCreate(savedInstanceState); |
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| | | setContentView(R.layout.activity_main); |
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| | | bnt1 = findViewById(R.id.button1);// 按钮灯开 |
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| | | hardControl.ledOpen(); |
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| | | bnt1.setOnClickListener(this); |
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| | | L1 = (ImageView)this.findViewById(R.id.Lamp); |
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| | | } |
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| | | @Override |
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| | | public void onClick(View view) { |
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| | | int i=view.getId(); |
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| | | if (i==bnt1.getId()) |
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| | | { |
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| | | if(isLightOn) |
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| | | { |
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| | | L1.setVisibility(View.INVISIBLE); |
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| | | hardControl.ledCtrl_off(1,1); |
|---|
| | | isLightOn = false; |
|---|
| | | } |
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| | | else |
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| | | { |
|---|
| | | L1.setVisibility(View.VISIBLE); |
|---|
| | | hardControl.ledCtrl_on(1,0); |
|---|
| | | isLightOn = true; |
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| | | } |
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| | | } |
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| | | } |
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| | | protected void onDestroy() { |
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| | | super.onDestroy(); |
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| | | // 当Activity销毁时，关闭LED控制 |
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| | | hardControl.ledCtrl_close(); |
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| | | } |
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| | | } |
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| | | ``` |
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| | | ## 2 Android Framwork/JNI层的开发 |
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| | | ### 2.1 交叉编译libgpiod |
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| | | ```bash |
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| | | #下载安装相关编译工具 |
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| | | sudo apt update |
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| | | sudo apt-get install autoconf-archive |
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| | | sudo apt-get install autoconf automake libtool |
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| | | ``` |
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| | | #### 2.1.1**下载源码然后解压** |
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| | | - 源码地址：https://github.com/brgl/libgpiod/tree/v1.6.x |
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| | | ```bash |
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| | | git clone https://github.com/brgl/libgpiod/tree/v1.6.x |
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| | | unzip libgpiod-1.6.x.zip |
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| | | ``` |
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| | | #### 2.1.2 运行脚本 |
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| | | ```bash |
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| | | cd libgpiod-1.6.x |
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| | | bash autogen.sh #运行脚本，会生成configure这个文件 |
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| | | ``` |
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| | | #### 2.1.3 设置交叉编译环境变量 |
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| | | - 首先安装AS，我的安装目录为/home/af/Android/ |
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| | | **（重点，环境变量没设置对交叉编译会失败）** |
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| | | ```bash |
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| | | export NDK=/home/af/Android/Sdk/ndk/26.2.11394342 # 根据自己的NDK路径设置 |
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| | | #export TOOLCHAIN=${NDK}/toolchains/llvm/prebuilt/darwin-x86_64 |
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| | | export TOOLCHAIN=${NDK}/toolchains/llvm/prebuilt/linux-x86_64 |
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| | | #export TARGET=armv7a-linux-androideabi |
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| | | #export TARGET=i686-linux-android |
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| | | #export TARGET=x86_64-linux-android |
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| | | export TARGET=aarch64-linux-android #TARGET=aarch64-linux-android 是我们选择的交叉编译的目标架构，根据需要选择不通的架构 |
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| | | export API=29 |
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| | | export AR=${TOOLCHAIN}/bin/llvm-ar #打包器，用于库操作，可以通过该工具从一个库中删除或者增加目标代码模块。 |
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| | | export CC=${TOOLCHAIN}/bin/${TARGET}${API}-clang # 编译器，对C源文件进行编译处理，生成汇编文件。 |
|---|
| | | export AS=${CC} #汇编器，将汇编文件生成目标文件（汇编文件使用的是指令助记符， AS将它翻译成机器码） |
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| | | export CXX=${TOOLCHAIN}/bin/${TARGET}${API}-clang++ |
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| | | export LD=${TOOLCHAIN}/bin/ld #链接器，为前面生成的目标代码分配地址空间，将多个目标文件链接成一个库或者是可执行文件。 |
|---|
| | | export RANLIB=${TOOLCHAIN}/bin/llvm-ranlib |
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| | | export STRIP=${TOOLCHAIN}/bin/llvm-strip # 以最终生成的可执行文件或者库文件作为输入，然后消除掉其中的源码。 |
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| | | ``` |
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| | | ```markdown |
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| | | "aarch64-linux-android29-clang" 是一个基于 Clang 编译器的工具链，用于在 Android 平台上编译 ARMv8 架构的代码。它的主要特点包括： |
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| | | 1、支持使用 LLVM/Clang 编译器进行编译，具有优秀的代码优化能力和兼容性； |
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| | | 2、支持 ARMv8 架构指令集，可以生成针对 ARMv8 架构的优化代码； |
|---|
| | | 3、针对 Android 平台进行了优化，可以使用 Android 平台上的系统库和头文件； |
|---|
| | | 4、适用于 Android 9.0 及以上版本（API level 29)。 |
|---|
| | | 5、使用该工具链可以在 Android 平台上编译出高效、稳定、兼容性好的 ARMv8 架构代码，适用于开发 Android 平台上的应用程序和系统级组件。 |
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| | | ``` |
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| | | #### 2.1.4 在源码目录下运行上一步生成的configure脚本，生成Makefile文件 |
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| | | ```bash |
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| | | sudo ./configure CC=${CC} CXX=${CXX} RANLIB=${RANLIB} AR=${AR} STRIP=${STRIP} --prefix=/home/af/android_libgpiod --host=${TARGET} |
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| | | # --prefix指定安装目录 |
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| | | ``` |
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| | | #### 2.1.5 使用make命令，运行Makefile文件,再安装 |
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| | | ```bash |
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| | | sudo make |
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| | | sudo make install |
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| | | ``` |
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| | | - 我的库文件和头文件安装到了这里，就是之前--prefix指定的目录 |
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| | | - 我们只要生成的头文件和动态库，拷贝这两个文件 |
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| | | - 用file命令查看文件类型，看到这个输出表示交叉编译成功，否则重新编译 |
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| | | ### 2.2 java加载交叉编译的libgpiod.so |
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| | | #### 2.2.1 新建C++项目 |
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| | | #### 2.2.2 新建目录，将头文件和动态库复制进去，目录结构如图所示 |
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| | | - 安卓设备架构为arm64-v8a,就新建为arm64-v8a |
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| | | #### 2.2.3 修改CMakeLists.txt文件，导入、链接库 |
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| | | ```markdown |
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| | | ########导入libgpiod########### |
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| | | #在CMakeLists.txt文件中添加一个导入库（imported library）的声明, |
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| | | #IMPORTED: 这是一个可选的参数，表示库是一个导入库（imported library），即该库不是由CMake构建生成的，而是由外部提供的。 |
|---|
| | | add_library(libgpiod |
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| | | SHARED |
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| | | IMPORTED) |
|---|
| | | |
|---|
| | | set_target_properties( libgpiod |
|---|
| | | PROPERTIES IMPORTED_LOCATION |
|---|
| | | ${CMAKE_SOURCE_DIR}/../jniLibs/${CMAKE_ANDROID_ARCH_ABI}/libgpiod.so) |
|---|
| | | |
|---|
| | | target_link_libraries(${CMAKE_PROJECT_NAME} |
|---|
| | | # List libraries link to the target library |
|---|
| | | ${log-lib} |
|---|
| | | libgpiod |
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| | | ) |
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| | | ``` |
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| | | #### 2.2.4 修改build.gradle.kts文件，添加如下内容 |
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| | | #### 2.2.5 导入加载libgpiod库 |
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| | | ### 2.3 JNI编写 |
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| | | **ledOpen ledCtrl_on ledCtrl_off是JNI接口**,鼠标选中函数名，按alt+enter键，点击Create JNI...，然后会在cpp文件里自动生成JNI函数接口名，在里面写代码 |
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| | | - myapplication.cpp (记得导入头文件include/gpiod.h) |
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| | | ```cpp |
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| | | #include <jni.h> |
|---|
| | | #include <string> |
|---|
| | | #include <android/log.h> |
|---|
| | | #include <sys/types.h> |
|---|
| | | #include <sys/stat.h> |
|---|
| | | #include <fcntl.h> |
|---|
| | | #include <sys/ioctl.h> |
|---|
| | | #include <unistd.h> |
|---|
| | | #include <sys/select.h> |
|---|
| | | #include "include/gpiod.h" |
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| | | |
|---|
| | | // Write C++ code here. |
|---|
| | | // |
|---|
| | | // Do not forget to dynamically load the C++ library into your application. |
|---|
| | | // |
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| | | // For instance, |
|---|
| | | // |
|---|
| | | // In MainActivity.java: |
|---|
| | | // static { |
|---|
| | | // System.loadLibrary("myapplication"); |
|---|
| | | // } |
|---|
| | | // |
|---|
| | | // Or, in MainActivity.kt: |
|---|
| | | // companion object { |
|---|
| | | // init { |
|---|
| | | // System.loadLibrary("myapplication") |
|---|
| | | // } |
|---|
| | | // } |
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| | | |
|---|
| | | const char *chipname = "gpiochip0"; //GPIO1 |
|---|
| | | struct gpiod_chip *chip; |
|---|
| | | unsigned int line_num ; |
|---|
| | | struct gpiod_line *line18 ; |
|---|
| | | unsigned int line_num_18 = 18; // 偏移GPIO 20 GPIO1_20 |
|---|
| | | int ret; |
|---|
| | | bool isused; |
|---|
| | | const char *chip_name; |
|---|
| | | |
|---|
| | | int set_led_value(int status) |
|---|
| | | { |
|---|
| | | __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "函数：set_led_value", "开始设置0/1控制亮灭:%d",status); |
|---|
| | | |
|---|
| | | //设置GPIO18的值 |
|---|
| | | ret = gpiod_line_set_value(line18, status);//设置输出状态 |
|---|
| | | if (ret < 0) { |
|---|
| | | __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "Set On/Off", "Set line output failed. val:%d!",status); |
|---|
| | | |
|---|
| | | return 0; |
|---|
| | | } |
|---|
| | | |
|---|
| | | ret = gpiod_line_get_value(line18); |
|---|
| | | __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "GPIO18的值", "GPIO18的值为:%d!",ret); |
|---|
| | | |
|---|
| | | if (ret == 0) |
|---|
| | | { |
|---|
| | | __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "--LED状态--", "状态为：--打开!--"); |
|---|
| | | } |
|---|
| | | else |
|---|
| | | { |
|---|
| | | { |
|---|
| | | __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "--LED状态--", "状态为：--关闭!--"); |
|---|
| | | } |
|---|
| | | } |
|---|
| | | |
|---|
| | | return 0; |
|---|
| | | } |
|---|
| | | |
|---|
| | | |
|---|
| | | extern "C" |
|---|
| | | JNIEXPORT jint JNICALL |
|---|
| | | Java_com_example_myapplication_HardControl_ledOpen(JNIEnv *env, jclass clazz) { |
|---|
| | | |
|---|
| | | // TODO: implement ledOpen() |
|---|
| | | // __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "LEDDemo", "------native ledOpen-------"); |
|---|
| | | |
|---|
| | | |
|---|
| | | //1、OPEN：打开chipgpio0 |
|---|
| | | chip = gpiod_chip_open_by_name(chipname); |
|---|
| | | |
|---|
| | | if (!chip) { |
|---|
| | | __android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, "Open chipgpio0", "Open chip by name failed. name: %s\n", chipname); |
|---|
| | | |
|---|
| | | return 0; |
|---|
| | | } |
|---|
| | | __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "Open chipgpio0", "Successfully opened chip:%s",chipname); |
|---|
| | | |
|---|
| | | //2、获取打开的设备名 |
|---|
| | | chip_name = gpiod_chip_name(chip); |
|---|
| | | __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "gpiod_chip_name", "The GPIO chip name as represented in the kernel: %s",chip_name); |
|---|
| | | |
|---|
| | | //3、获取打开的chipgpio0的引脚个数 |
|---|
| | | line_num = gpiod_chip_num_lines(chip); |
|---|
| | | __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "gpiod_chip_num_lines", "Line number:%u",line_num); |
|---|
| | | |
|---|
| | | //4、获取GPIO18引脚句柄 |
|---|
| | | line18 = gpiod_chip_get_line(chip,line_num_18); |
|---|
| | | if ( !line18 ) |
|---|
| | | { |
|---|
| | | __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "gpiod_chip_get_line", "Get line failed. line_num: %u",line_num_18); |
|---|
| | | |
|---|
| | | return 0; |
|---|
| | | } |
|---|
| | | |
|---|
| | | //5、判断GPIO18是否被占用 |
|---|
| | | isused = gpiod_line_is_used(line18); |
|---|
| | | if (isused) |
|---|
| | | { |
|---|
| | | // GPIO线正在被使用 |
|---|
| | | __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "GPIO18 isused", "GPIO18线正在被使用"); |
|---|
| | | return 0; |
|---|
| | | } |
|---|
| | | else |
|---|
| | | { |
|---|
| | | // GPIO线没有被使用 |
|---|
| | | __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "GPIO18 is not used", "GPIO18线没有被使用"); |
|---|
| | | } |
|---|
| | | |
|---|
| | | //6、设置GPIO18为输出模式 |
|---|
| | | ret = gpiod_line_request_output(line18,NULL ,1); |
|---|
| | | if (ret < 0) { |
|---|
| | | __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "设置为输出模式", "输出模式设置失败"); |
|---|
| | | |
|---|
| | | return 0; |
|---|
| | | } |
|---|
| | | __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "设置为输出模式", "输出模式设置成功！"); |
|---|
| | | |
|---|
| | | return 2; |
|---|
| | | } |
|---|
| | | |
|---|
| | | |
|---|
| | | extern "C" |
|---|
| | | JNIEXPORT jint JNICALL |
|---|
| | | Java_com_example_myapplication_HardControl_ledCtrl_1on(JNIEnv *env, jclass clazz, jint which, |
|---|
| | | jint status) { |
|---|
| | | // TODO: implement ledCtrl_on() |
|---|
| | | |
|---|
| | | __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "ledCtrl_on", "status 值：%d",status); |
|---|
| | | |
|---|
| | | set_led_value(status); |
|---|
| | | |
|---|
| | | return 0; |
|---|
| | | } |
|---|
| | | extern "C" |
|---|
| | | JNIEXPORT jint JNICALL |
|---|
| | | Java_com_example_myapplication_HardControl_ledCtrl_1off(JNIEnv *env, jclass clazz, jint which, |
|---|
| | | jint status) { |
|---|
| | | // TODO: implement ledCtrl_off() |
|---|
| | | |
|---|
| | | __android_log_print(ANDROID_LOG_DEBUG, "ledCtrl_off", "status 值：%d",status); |
|---|
| | | |
|---|
| | | set_led_value(status); |
|---|
| | | |
|---|
| | | return 0; |
|---|
| | | } |
|---|
| | | |
|---|
| | | extern "C" |
|---|
| | | JNIEXPORT jint JNICALL |
|---|
| | | Java_com_example_myapplication_HardControl_ledCtrl_1close(JNIEnv *env, jclass clazz) { |
|---|
| | | // TODO: implement ledCtrl_close() |
|---|
| | | |
|---|
| | | set_led_value(1); |
|---|
| | | |
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| | | gpiod_line_release(line18); |
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| | | gpiod_chip_close(chip); |
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| | | } |
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| | | ``` |
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| | | #### 2.3.1 gpiochip0开权限 |
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| | | - app默认是以普通用户运行，但/dev/gpiochip0的权限默认为为600，需要修改为666才能控制，修改之后重新烧录镜像 |
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| | | #### 2.3.2 编译运行程序 |
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| | | - 可以通过Logcat查看运行日志 |
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| | | - app界面，点击控制led灯亮灭 |
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| | | - 运行结果 |
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| | | <img src="./images/image-20240426164804753.png" alt="image-20240426164804753" style="zoom:33%;" /><img src="./images/image-20240426165118487.png" alt="image-20240426165118487" style="zoom:33%;" /> |
|---|
| | | |
|---|
| | | <img src="./images/image-20240426165136395.png" alt="image-20240426165136395" style="zoom: 67%;" /> |
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| | | ## 附：烧录镜像 |
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| | | - **image**目录下，运行android脚本 |
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| | | - 打开软件，空白处右键，导入配置 |
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| | | - 双击这些空白格，把镜像路径设置一下，Loader就是选取.bin结尾的文件，其它的对应文件名 |
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| | | - 点击切换 |
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| | | - 点击高级功能，进入Maskrom |
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| | | - 下载完成后会自动重启，再点复位按键重启 |
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