一、项目介绍

本项目旨在设计一个基于BeagleBone® Black的系统，该系统使用PRU控制一个LED实现呼吸灯，并且使用一个按键按下后切换闪烁的速度。

二、硬件介绍

BeagleBone® Black（简称BBB）是一款由BeagleBoard.org基金会开发的开源硬件单板计算机（SBC）。它基于Texas Instruments（TI）的AM335x系列处理器，具有强大的处理能力和丰富的外围设备接口，适用于各种嵌入式系统和物联网（IoT）项目。

三、设计思路

PRU是“Programmable Realtime Unit”的缩写，意为“可编程实时单元”。这是一种专用的微控制器，集成在某些德州仪器（Texas Instruments，简称TI）的处理器中，如AM335x系列和AM43x系列处理器。PRU设计用于执行实时任务，能够直接控制处理器的外设，而不需要中央处理单元（CPU）的干预，从而实现快速响应和低延迟。

系统需要使用PRU控制LED来实现呼吸灯，并且使用一个按键按下后切换闪烁的速度，故设计以下流程图

四、代码分析

本项目代码基于BeagleBone® Black中的pru的例程inputR31.pru0.c上有所修改，下面是对修改后的代码作简要分析。

#include <stdint.h>
#include <pru_cfg.h>
#include "resource_table_empty.h"
#include "prugpio.h"

stdint.h：标准整数类型头文件。

pru_cfg.h：PRU配置头文件。

resource_table_empty.h：空资源表头文件，用于PRU程序。

prugpio.h：PRU GPIO操作头文件。

volatile register unsigned int __R30;
volatile register unsigned int __R31;

定义了PRU的两个寄存器，用于存储PRU程序的输入和输出。

void delay_(signed int m)
{
	for(;m>0;m--)
	__delay_cycles(1);
}

定义了一个延迟循环函数，用于获取需要的延迟时间，为后面实现呼吸灯做准备。

下面是主函数，也就是本次项目的核心代码。

void main(void) {
	uint32_t *gpio1 = (uint32_t *)GPIO1;

	/* Clear SYSCFG[STANDBY_INIT] to enable OCP master port */
	CT_CFG.SYSCFG_bit.STANDBY_INIT = 0;
	signed int aaa=0;
	signed int aa;
	signed int a4;
	signed int a;
	while(1) {
		
				for(a=1;a<50;a+=1)
		{
			for(aa=1;aa<10000-1000*aaa;aa++)
			{
				if(__R31 & P9_25){if(aaa>7)aaa=0;else aaa+=2;delay_(100000);}
				gpio1[GPIO_SETDATAOUT]   = USR3;
				delay_(50-a);
    	    	gpio1[GPIO_CLEARDATAOUT] = USR3;      // Turn off LED
		    	delay_(a*a);
			}
			
					}
		for(a=49;a>0;a-=1)
		{
			for(aa=1;aa<10000-1000*aaa;aa++)
			{
				if(__R31 & P9_25){if(aaa>7)aaa=0;else aaa+=2;delay_(100000);}
				gpio1[GPIO_SETDATAOUT]   = USR3;
				delay_(50-a);
    	    	gpio1[GPIO_CLEARDATAOUT] = USR3;      // Turn off LED
		    	delay_(a*a);
			}
			
					}
	}
	__halt();
}

在主函数中，首先定义了一个指向GPIO1的指针 gpio1，然后清除 CT_CFG.SYSCFG_bit.STANDBY_INIT 位，以启用OCP（On-Chip Peripheral）总线主端口。然后定义了一系列变量，读取了P9_25引脚上的值，并通过之前的循环延迟函数来更改LED闪烁的占空比变化速度，然后实现了按键控制呼吸灯。

下面是对引脚的初始化

const char init_pins[] =  
	"/sys/class/leds/beaglebone:green:usr3/trigger\0none\0" \
	"/sys/class/leds/beaglebone:green:usr1/trigger\0none\0" \
	"/sys/class/leds/beaglebone:green:usr2/trigger\0none\0" \
	"/sys/class/leds/beaglebone:green:usr0/trigger\0none\0" \
	"/sys/devices/platform/ocp/ocp:P9_25_pinmux/state\0pruin\0" \
	"\0\0";

本次实验中只用到了LEDuser3，初始化其他LED以便于观察LED3的变化。

五、实物展示

可以看到LED亮度的变化

六、心得体会

通过本次活动，我学会了控制BeagleBone® Black的基本操作，并自己制作了一个通过PRU控制的LED呼吸灯，感谢硬禾学堂和Digitkey的支持。