【正点原子MP157连载】第四章 ATK-STM32MP157功能测试-摘自【正点原子】STM32MP157快速体验

正点原子ATK-STM32MP157开发板配备两个LED，蜂鸣器。它们原理图对应硬件管脚的关系如下表所示。在工厂系统中，我们将LED0作为心跳灯，一般用于指示系统是否正常运行，LED1作为用户LED。

我们可以在内核源码设备树里配置设备是否启用LED。核源码路径为arch/arm

/boot/dts/stm32mp157d-atk.dtsi。     leds { 
                  compatible = "gpio-leds";           led1 { 
                       label = "sys-led";              gpios = <&gpioi 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;              linux,default-trigger = "heartbeat";              default-state = "on";              status = "okay";          };           led2 { 
                      label = "user-led";              gpios = <&gpiof 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;              linux,default-trigger = "none";              default-state = "on";              status = "okay";          };           beep { 
                      label = "beep";              gpios  <&gpioc 7 GPIO_ACTIVE_LOW>;
             default-state = "off";
         };
     };

测试：
在出厂文件系统里，我们可以通过如下指令来控制LED和蜂鸣器的状态。输入后查看开发板上的LED的状态。

cat /sys/class/leds/sys-led/trigger			//查看LED0的当前触发方式及支持的触发方式
echo none > /sys/class/leds/sys-led/trigger	//改变LED0的触发模式
echo 1 > /sys/class/leds/sys-led/brightness	//点亮LED0
echo 0 > /sys/class/leds/sys-led/brightness	//熄灭LED0
echo none > /sys/class/leds/user-led/trigger	//改变LED1的触发模式
echo 1 > /sys/class/leds/user-led/brightness	//点亮LED1
echo 0 > /sys/class/leds/user-led/brightness	//熄灭LED1
echo 1 > /sys/class/leds/beep/brightness		//打开蜂鸣器
echo 0 > /sys/class/leds/beep/brightness		//关闭蜂鸣器
echo heartbeat > /sys/class/leds/beep/trigger	//改变蜂鸣器的触发模式，设置为心跳方式
echo none > /sys/class/leds/beep/trigger		//改变蜂鸣器的触发模式，设置为none方式
echo 0 > /sys/class/leds/beep/brightness		//关闭蜂鸣器

4.2 按键测试
正点原子STMMP157开发板上有配备两个用户按键。它们在底板原理图对应的关系如下。

我们可以在内核源码里配置设备是否启用按键。内核源码路径为arch/arm/boot/dts/stm32mp157d-atk.dtsi。

 gpio-keys { 
        
            compatible = "gpio-keys";
            autorepeat;
            key0 { 
        
                label = "USER-KEY0";
                linux,code = <114>;
                gpios = <&gpiog 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;
                gpio-key,wakeup;
            };

            key1 { 
        
                label = "USER-KEY1";
                linux,code = <115>;
                gpios = <&gpioh 7 GPIO_ACTIVE_LOW>;
                gpio-key,wakeup;
            };
    };

测试：
在文件系统输入下面指令查看输入事件对应的设备

lsinput

在出厂系统里，因为正点原子的屏幕rgb数据线上的最高位有ID，所以出厂系统会识别屏的分辨率。才加载相应的触摸驱动。正点原子所使用的RGB屏幕有5种，如下表：

4.3.1触摸测试
内核源码触摸驱动路径为drivers/input/touchscreen/。设备树文件arch/arm/boot/dts/stm32mp157d-atk.dts配置如下：

&i2c2 { 
        
    ft5x06: ft5x06@38 { 
        
        compatible = "edt,edt-ft5206";
        reg = <0x38>;
        interrupts = <1 IRQ_TYPE_EDGE_FALLING>;
        interrupt-parent = <&gpioi>;
        interrupt-controller;
        reset-gpios = <&gpioh 15 GPIO_ACTIVE_LOW>;
        status = "okay";
    };

    gt9147: gt9147@5d { 
        
        compatible = "goodix,gt9147", "goodix,gt1151";
        reg = <0x14>;
        interrupt-parent = <&gpioi>;
        interrupts = <1 IRQ_TYPE_EDGE_RISING>;
        irq-gpios = <&gpioi 1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        reset-gpios = <&gpioh 15 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        status = "okay";
    };
};

开发板启动后我们使用lsinput指令查看触摸屏对应的触摸事件，与4.2小节一样的方法也可以测试屏幕是否正常触摸。
先停止出厂的默认的Qt桌面界面，输入下面指令停止。不能点击Qt桌面界面的退出，因为Qt桌面界面配置为了systemd服务，必须停止该服务，否则Qt桌面会重启。Tslib是基于linuxfb显示的，在正点原子STM32MP157出厂系统里，配置了fb0与dri接口。

systemctl stop atk-qtdesktop-linuxfb	// 停止服务
psplash-drm-quit					// 关闭drm显示，防止psplash占用LCD
export  TSLIB_CONSOLEDEVICE=none   // 设置终端控制台为NULL
ts_test

4.3.2背光测试
LCD 屏幕的背光支持 8个等级的pwm调节，亮度级数为 0～7，默认为7。数值越大，屏幕越亮。
cat /sys/class/backlight/panel-backlight/max_brightness //查看lcd最大亮度等级
cat /sys/class/backlight/panel-backlight/brightness //查看当前亮度等级
echo 4 > /sys/class/backlight/panel-backlight/brightness//修改当前亮度等级观察屏的亮度变化
cat /sys/class/backlight/panel-backlight/brightness //再查看当前亮度等级

ATK-STM32MP157底板上串口有以下几组，不包括引出的IO。

由于USB_TTL是我们的调试串口，我们在开发板启动时能正常打印和输入信息，说明这个串口是可以正常工作的，就可以不用再测试了。

4.4.1 DB9串口测试

从上表可以知道，我们的DB9类型串口有两个，分别是com2(母头)和com1(公头)，所以用户需要准备USB转RS232公头串口线，和USB转232母头串口线。如下图，

4.5.1 USB HOST测试

将一张FAT32格式的U盘用读卡器，直接插在ATK-STM32MP157底板的USB_CN1或USB_CN2或USB_CN3的USB接口上，如下图。

我们可以直接进入/run/media/sda1目录进入读写文件操作。
读速度测试：

hdparm -t /dev/sda1

写速度测试：

time dd if=/dev/zero of=/run/media/sda1/test bs=1024k count=100 conv=fdatasync
rm /run/media/sda1/test  //写完后删除写入的文件

这里代表写入100MiB的文件，写入速度为11.2 MB/s。实际上写入的文件越大求平均写入速度越接近实际值。

4.5.2 USB OTG测试（OTG网络）

ATK-STMMP157底板上USB-OTG接口，可当作USB网络使用（局域网）。
我们使用一根USB Type-C连接线连接USB_OTG接口到PC(电脑)。

USB-OTG在系统启动后，USB-OTG会生成一个usb0网络节点。我们可以使用ifconfig指令查看。

打开Ubuntu虚拟机，按如下步骤操作，将PC（电脑）识别的可移动设备连接到虚拟机上。

并且Ubuntu虚拟机上，生成一个网络节点。在Ubuntu使用ifconfig命令查看。并且是与ATK-STM32MP157相同一个网段的ip。所以它们构成了一个局域网，可以使用网络进行通信或者传输文件等操作！

4.5.3 USB鼠标测试
在出厂系统启动后，插上鼠标，LCD屏幕或连接HDMI到显示屏，屏上会显示鼠标指针，即可用鼠标操作Qt界面。

ATK-STMMP157核心板上搭载一颗千兆网络芯片，CPU只支持一路千兆网络，自适应10/100/1000M。
在文件系统使用如下指令测试网络，将网线插在网口处，确保网线能上网。
查看网络获取的IP

ifconfig

检查网络能否上网，如果有数据回复，则说明网络功能正常。按Ctrl+c终止指令。

ping www.baidu.com

测试是否为千兆网络，注意要使用千兆网线，千兆路由器或者千兆交换机，PC（电脑）网卡必须是千兆网卡，否则测试出来的速度或识别出来的速度可能是百兆的！
如下图，看到软件识别为1Gbps/Full代表是千兆网络。

使用iperf3指令可测试千兆网络的连接速度
设置Ubuntu为服务器

iperf3  -s

ATK-STM32MP157为客户端，通过iperf指令，输入服务器的ip即可

iperf3  -c 192.168.1.11 -i 1

解释：
（1）192.168.1.11： Ubuntu服务器的ip地址。
（2）-i：触发周期。
测试出来的Bitrate大概为800 Mbits/sec左右才是千兆网络速度(测试前请不要开启其他应用，以免影响测试速度)，如果不是，请检查是否使用了千兆网线、PC电脑的网卡是不是千兆网卡，通过的路由器是不是千兆的等，不能有一个为百兆的设备，否则测试出来的是百兆网络。

ICM-20608简介：
ICM-20608 是 InvenSense 出品的一款 6 轴 MEMS 传感器，包括 3 轴加速度和 3 轴陀螺仪。
ICM-20608 尺寸非常小，只有 3x3x0.75mm，采用 16P 的 LGA 封装。ICM-20608 内部有一个 512字节的 FIFO。陀螺仪的量程范围可以编程设置，可选择±250，±500，±1000 和±2000°/s，加速度的量程范围也可以编程设置，可选择±2g，±4g，±4g，±8g 和±16g。陀螺仪和加速度计都是 16 位的 ADC，并且支持 I2C 和 SPI 两种协议，使用 I2C 接口的话通信速度最高可以达到 400KHz，使用 SPI 接口的话通信速度最高可达到 8MHz。I.MX6U-ALPHA 开发板上的 ICM-20608 通过 SPI 接口和 I.MX6U 连接在一起。ICM-20608 特性如下：
①、陀螺仪支持 X，Y 和 Z 三轴输出，内部集成 16 位 ADC，测量范围可设置：±250，±
500，±1000 和±2000°/s。
②、加速度计支持 X，Y 和 Z 轴输出，内部集成 16 位 ADC，测量范围可设置：±2g，±4g，±4g，±8g 和±16g。
③、用户可编程中断。
④、内部包含 512 字节的 FIFO。
⑤、内部包含一个数字温度传感器。
⑥、耐 10000g 的冲击。
⑦、支持快速 I2C，速度可达 400KHz。
⑧、支持 SPI，速度可达 8MHz。

ICM20608元器件在ATK-STMMP157底板上的位置如下

ATK-STMMP157底板上使用 SPI1 接口连接了一个六轴传感器 ICM-20608，由正点原子提供linux驱动程序与用户测试程序。驱动路径为出厂源码/drivers/char/icm20608.c，设备树arch/arm/boot/dts/stm32mp157d-atk.dtsi配置如下：

&spi1 { 
        
   pinctrl-names = "default", "sleep";
   pinctrl-0 = <&spi1_pins_a>;
   pinctrl-1 = <&spi1_sleep_pins_a>;
   cs-gpio = <&gpioz 3 GPIO_ACTIVE_LOW>;
   status = "okay";

        spidev: icm20608@0 { 
        
        compatible = "alientek,icm20608";
        #address-cells = <1>;
        #size-cells = <0>;
        reg = <0>; /* CS #0 */
        spi-max-frequency = <8000000>;
    };
};

其中我们向出厂文件系统添加了用户测试程序icm20608App，放在了/usr/bin/目录下。所以我们可以在文件系统直接执行icm20608App来获取六轴传感器的数据。
执行下面指令安装驱动程序，防止驱动程序有可能没有装上（如果有做了修改禁止启动Qt桌面的操作，或者没带显示，Qt桌面就不会去加载icm20608驱动程序）

modprobe icm20608

执行指令获取六轴传感器的数据，按Ctrl + c停止

icm20608App /dev/icm20608

ATK-STM32MP157底板上搭载一颗高性能音频编解码芯片CS42L51。板载麦克风可录音，底板背面接了一个2欧8瓦的喇叭，方便用户播放音乐。

4.11.1 播放音频测试

使用系统指令aplay或者gst-play-1.0可以播放音频文件。执行下面的指令播放音频文件。用户也可以自己拷贝音频文件到文件系统下使用指令aplay或者gst-play-1.0 + 音频文件播放。插上耳机或者听底板上的喇叭有没有声音，注意：带耳机时先靠近耳朵，不要先带上，防止耳机音量过大，可能给您一个惊喜。
设置播放音量

amixer -c STM32MP1DK cset name='PCM Playback Switch' 'on','on'
amixer -c STM32MP1DK cset name='PCM Playback Volume' '63','63'
amixer -c STM32MP1DK cset name='Analog Playback Volume' '204','204'
amixer -c STM32MP1DK cset name='PCM channel mixer' 'L R'

播放系统自带音频

aplay /usr/share/sounds/alsa/Front_Right.wav

4.11.2 录音测试

ATK-STM32MP157底板上有两个录音设备，一个是底板上的MIC，一个是耳机座子作MIC输入。注意耳机的旁边有个跳线帽，用于切换耳机MIC输入和底板上的MIC输入。MIC与PHONE相连是表示耳机的MIC输入，MIC与BOARD相连是代表底板上的MIC输入。
设置录音增益

amixer -c STM32MP1DK cset name='PGA-ADC Mux Left' '3'
amixer -c STM32MP1DK cset name='PGA-ADC Mux Right' '3'
amixer -c STM32MP1DK cset name='Mic Boost Volume' '1','1'

录音，执行下面的指令

arecord -r 44100 -f S16_LE -c 2 -d 10 -D hw:0,1 record.wav

指令解释：
（1）-f S16_LE：以 S16_LE格式采样
（2）-r 44100：采样率 44.1K
（3）-c 2：2 个声道
（4）-d 10：录音长度 10s
（5）record.wav：录音存生成的音频文件
（6）-D hw:0,1 指定硬件声卡，0是卡数，1是在设备数量
播放上面录制的音频文件，备注：生成的文件大小与用户设置的格式及录制的长度有关

aplay record.wav

DS18B20简介：
DS18B20 是由 DALLAS 半导体公司推出的一种的“一线总线”接口的温度传感器。与传
统的热敏电阻等测温元件相比，它是一种新型的体积小、适用电压宽、与微处理器接口简单的
数字化温度传感器。一线总线结构具有简洁且经济的特点，可使用户轻松地组建传感器网络，
从而为测量系统的构建引入全新概念，测量温度范围为-55~+125℃ ，精度为±0．5℃。3-5.5 V 的电压范围，采用多种封装形式，从而使系统设计灵活、方便等。
此实验需要准备DS18B20模块，可在正点原子淘宝店或者其他渠道购买。

DS18B20模块的管脚排列如下图， 以正视图为准。

ATK-STM32MP157底板上JP9处，也就是拨码开关旁边，留出了一个单排圆孔母座4Pin的座子。可用于连接DS18B20或者DHT11。按JP9处丝印可知道如何把DS18B20插到JP9上。将DS18B20半圆的一面，对准底板上丝印半圆的三个脚，半圆是朝向开发板外侧。注意不要插错方向，否则将DS18B20烧掉。如果感觉DS18B20开始发热，请迅速断电，否则将烧掉DS18B20。
由正点原子提供DHT11驱动程序，出厂内核源码路径为drivers/char/ds18b20.c。设备树arch/arm/boot/dts/stm32mp157d-atk.dtsi配置如下：

/ { 
        
// … 此处省略其他配置
    ds18b20 { 
        
        compatible = "alientek,ds18b20";
        ds18b20-gpio = <&gpiof 2 GPIO_ACTIVE_LOW>;
        status = "okay";
    };
// … 此处省略其他配置
};

开发板启动前请在JP9处插好DS18B20，亦可在启动后再插上。因为DS18B20与DHT11驱动加载可能有先后顺序，所以它们在驱动注册时申请同一个管脚时会有一个驱动加载失败。所以我们可以在文件系统命令行下重新加载对应的驱动即可！
使用DS18B20时，先卸载DHT11的驱动，再重新加载DS18B20的驱动。

rmmod dht11					//卸载DHT11的驱动
rmmod ds18b20				//卸载DS18B20的驱动 
modprobe ds18b20				//安装DS18B20的驱动

使用下面的指令获取DS18B20的数据，得出来的数值除以10000，就是实际的温度数据。

cat /sys/class/misc/ds18b20/value

ATK-STM32MP157使用的SDIO类型是RTK-8723DS。
开始实验时，请检查板子上的天线，也就是USB接口旁边的天线是否拧好拧紧。

4.14.1 上网（Station）模式测试

扫描WIFI热点，使用文件系统提供的iw指令可扫描出热点名称。如果要查看完整的热点信息，先开启wlan0，使用iw wlan0 scan指令，这里使用grep过滤掉了一些信息。

ifconfig wlan0 up
iw wlan0 scan | grep SSID

如下图扫描出热点名称“ZZK”，其中“x00\x00…”是因为带中文字符显示不出来。所以用户的热点最好是由英文字符组成。

编辑要连接的热点信息，将/etc/wpa_supplicant.conf修改成如下,输入:wq保存退出。请修改个人热点的ssid，及psk。
解释：
ssid 为无线网络名称
psk 为无线网络密码
vi /etc/wpa_supplicant.conf

ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicant
ctrl_interface_group=0
update_config=1

network={ 
        
        ssid="ZZK"
psk="1590202****"
}

如果热点是无密码的则需要将/etc/wpa_supplicant.conf，改成如下

ctrl_interface=/var/run/wpa_supplicant
ctrl_interface_group=0
update_config=1

network={ 
        
        ssid="ZZK"
        key_mgmt=NONE
}

执行下面的指令连接热点及获取ip。

wpa_supplicant -Dnl80211 -c /etc/wpa_supplicant.conf -i wlan0 &
udhcpc -i wlan0

看到如上结果，已经连接到WIFI热点，及获取到ip信息。
也可以用ifconfig指令查看我们的wlan0所获取的ip地址。

ping百度测试连通性，也可以ping网关来测试WIFI的连通性。备注：如果ping不通百度，请重启开发板，不要插网线，重新连接WIFI即可！

ping www.baidu.com -I wlan0
ping 192.168.1.1 -I wlan0

同时，如果觉得上面的连接方法过于繁琐，正点原子也提供了脚本可直接输入WIFI热点名称及密码即可连接WIFI，这就是脚本的好处，可以把重复的工作放于脚本里。
进入/home/root /wifi目录下。可以看到alientek_sdio_wifi_setup.sh脚本，脚本内容仅