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外设驱动介绍与应用
在 RT-Thread 实时操作系统中，各种各样的设备驱动是通过一套 I/O 设备管理框架来管理的。设备管理框架给上层应用提供了一套标准的设备操作 API，开发者通过调用这些标准设备操作 API，可以高效地完成和底层硬件外设的交互。设备管理框架的结构如下图所示：
使用 I/O 设备管理框架开发应用程序，有如下优点：
- 使用同一套标准的 API 开发应用程序，使应用程序具有更好的移植性
- 底层驱动的升级和修改不会影响到上层代码
- 驱动和应用程序相互独立，方便多个开发者协同开发
1. 驱动分类介绍
本小节介绍 BSP 提供的不同类别驱动的概念，对一个 BSP 而言，有如下三类驱动：
- 板载外设驱动：指 MCU 之外，开发板上外设，例如 TF 卡、以太网和 LCD 等
- 片上外设驱动：指 MCU 芯片上的外设，例如硬件定时器、ADC 和看门狗等
- 扩展模块驱动：指可以通过扩展接口或者杜邦线连接的开发板的模块，例如 ESP8266 模块
这三种外设的示意图如下所示：
2. 外设驱动的使用方法
当前 RT-Thread 提供的驱动库已经支持 STM32 多个系列的 BSP。点击下表中的驱动名称，即可跳转到对应驱动框架的介绍文档。开发者可以通过阅读相关资料，了解如何在应用开发中通过设备驱动框架来使用这些外设驱动。
2.1 片上外设
| 序号 | 驱动 | 简介 |
|---|---|---|
| 1 | GPIO | 操作 GPIO 管脚 |
| 2 | UART | 通过串口收发数据 |
| 3 | soft I2C | 通过软件 I2C 收发数据 |
| 4 | SPI | 通过 SPI 收发数据 |
| 5 | ADC | 测量管脚上的模拟量 |
| 6 | SDIO | 通过 SDIO 读写数据 |
| 7 | TIMER | 使用硬件定时器实现测量时间和定时执行回调函数功能 |
| 8 | PWM | 在特定的管脚输出 PWM 波形 |
| 9 | RTC | 设置和读取时间 |
| 10 | WDT | 看门狗驱动 |
| 11 | QSPI | 通过 SPI（1、2、4线） 收发数据 |
2.2 板载外设
| 序号 | 驱动 | 简介 |
|---|---|---|
| 1 | SD | 适用于 SPI 接口或 SDIO 接口的 SD(TF) 卡 |
| 2 | ETH PHY | 以太网 |
| 3 | USB PHY | USB |
| 4 | LCD | 显示屏 |
2.3 扩展模块
| 序号 | 驱动 | 简介 |
|---|---|---|
| 1 | ESP8266 | 串口转 WIFI 模块 |
| 2 | ENC28J60 | SPI 接口的以太网控制器 |
2.4 驱动示例代码
// TODO 添加驱动示例代码相关的介绍，考虑如何使用这些驱动示例代码，如果暂时没有，这一小结可以先删去
在 RT-Thread 的 examples\test 目录下，有 RT-Thread 提供的基于不同外设驱动的示例代码。在 env 工具中开启 BSP 中要测试的驱动，并将 examples\test 中对应的驱动框架测试文件加入工程，即可快速测试 BSP 中提供的驱动。