#星光计划2.0# OpenHarmony3.0上采用ets开发HAP控制LED灯 原创 精华

发布于 2021-12-31 16:43
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【本文正在参与51CTO HarmonyOS技术社区创作者激励计划-星光计划2.0】

作者:周希元

@toc

1. 开发环境

硬件:Hi3516DV300开发板
软件:OpenHarmony3.0系统
工具:DevEco Studio 3.0

2. 功能简介

OpenHarmony3.0采用了方舟开发框架arkUI,支持了基于TS扩展的声明式开发范式eTS,本文使用ets开发语言,构造一个应用程序,实现通过上层HAP控制底层LED灯的亮与灭。

3. 实现原理

如果在Android上实现,需要通过java调用jni实现对底层的访问。但是在OpenHarmony上,HAP采用ets语言开发,没有发现嵌入到HAP当中的类JNI语言,但是系统也提供了一个访问底层的机制,叫做NAPI,不过这部分是在系统层实现的,不随HAP一起发布。我们想要实现控制LED灯的功能,是在NAPI部分通过C语言实现的,然后编译为xxx.z.so动态库,它向上层提供了一个控制接口。绿色LED灯对应GPIO2_3,计算出编号:2*8+3=19,所以直接控制gpio19下的value值就可以控制LED灯亮灭了。

4. 具体实现

整个功能的实现分为了上层HAP应用开发和底层.z.so库的开发两部分。

4.1 应用的开发

1.在HUAWEI DevEco Studio中,创建一个 [Standard]Empty Ability ,
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开发语言选择 “eTS”,可以注意到API Version仅支持7,说明是在OpenHarmony3中新支持的,也仅在OpenHarmony3中支持,这些功能实际上都是测试版本,稳定了之后就会在HarmonyOS中使用了,但目前还没有发布。
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工程创建完毕后,我直接在pages目录结构下右击新建了一个ets page,取名led
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我们页面的样式、布局和控制全都在led.ets这个文件里了,不再像js分为css、hml和js三个文件。
Led.ets 文件内容

import led from '@ohos.led'

@Entry
@Component
struct Led {
  @State private imgpath: string = 'app.media.ledoff'
  @State private isShow: boolean= false

  build() {
    Flex({ direction: FlexDirection.Column, alignItems: ItemAlign.Center, justifyContent: FlexAlign.Center }) {
      Text('LED 灯控制')
        .fontSize(25)
        .fontWeight(FontWeight.Bold)
        .margin({bottom: 30})
      Image($r('app.media.ledoff'))
        .objectFit(ImageFit.Contain)
        .width(150)
        .height(150)
        .visibility(this.isShow ? Visibility.None : Visibility.Visible)
      Image($r('app.media.ledon'))
        .objectFit(ImageFit.Contain)
        .width(150)
        .height(150)
        .visibility(this.isShow ? Visibility.Visible : Visibility.None)

      Flex({ alignItems: ItemAlign.Center, justifyContent: FlexAlign.SpaceEvenly }) {
        Button('关闭', { type: ButtonType.Capsule, stateEffect: true }).backgroundColor(0x317aff).width(150).height(50).backgroundColor("#aaaaaa")
          .onClick((event: ClickEvent) => {
            this.isShow = false

            led.switchLed(19, 0);

          })
        Button('打开', { type: ButtonType.Capsule, stateEffect: true }).backgroundColor(0x317aff).width(150).height(50)
        .onClick((event: ClickEvent) => {
          this.isShow = true

          led.switchLed(19, 1);

        })

      }.width("100%")
      .margin({ top: 50 })
    }
    .width('100%')
    .height('100%')
    .padding(10)
  }
}

放了两个图片,表示LED灯状态的,放在了代码的entry\src\main\resources\phone\media目录,
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导入的ohos.led 库,是自己添加的NAPI层的动态库,后面会继续介绍。

在config.json文件中,记得把led.ets放到js部分pages数组的第一位,因为它是要显示的首页面。
代码中使用了两个Button组件,一个打开,一个关闭,因为在ets中还没有类似js中的switch的组件,
页面中有两个image组件,分别显示打开和关闭的图像,通过设置visibility属性来切换状态,本来想通过动态设置image的源来改变图像内容,但没找到有效的方法,应该是支持的,只是自己还没了解怎么用。

编译前记得一定要设置签名,否则编译出来的程序无法安装,
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最后可以编译程序了,
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生成的最终HAP在 build\outputs\hap\debug\phone\entry-debug-standard-ark-signed.hap

4.2 动态库的开发

动态库需要在OpenHarmony源码中添加和编译,本文使用的是OpenHarmony3.0源码,
在foundation/ace/napi/sample目录下,复制一份native_module_demo,重命名为native_module_led,里面的文件也相应的修改名字,注意文件里调用也相应的修改成正确的名字,否则编译会报错。
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主要修改的文件有,
foundation/ace/napi/sample/native_module_led/BUILD.gn
foundation/ace/napi/sample/native_module_led/native_module_led.cpp
foundation/ace/napi/BUILD.gn

目录native_module_led下BUILD.gn文件:

import("//build/ohos.gni")

ohos_shared_library("led") {
  include_dirs = [
    "//third_party/node/src",
    "//foundation/ace/napi/interfaces/kits",
  ]

  sources = [
    "led_javascript_class.cpp",
    "native_module_led.cpp",
  ]

  deps = [ "//foundation/ace/napi:ace_napi" ]

  relative_install_dir = "module"
  
  external_deps = [ "hiviewdfx_hilog_native:libhilog" ]
  
  subsystem_name = "ace"
  part_name = "napi"
}

目录native_module_led下native_module_led.cpp文件修改部分摘要:

包含的头文件和宏定义,

#include <stdlib.h>     // standard library 标准库函数头文件
#include <stdio.h>      // standard input output 标准输入输出函数
#include <stdint.h>     // 定义了扩展的整数类型和宏

#include <unistd.h>     // POSIX 系统 API 访问功能的头文件
#include <fcntl.h>      // unix标准中通用的头文件 define O_WRONLY and O_RDONLY  

// #include <string.h>
#define GPIO_DIR_IN (char*)"in"
#define GPIO_DIR_OUT (char*)"out"
#define GPIO_VAL_LOW 0
#define GPIO_VAL_HIGH 1

添加函数SwitchLed的具体实现,

static napi_value SwitchLed(napi_env env, napi_callback_info info)
{
    HILOG_INFO("hey, SwitchLed - 0");
    
    size_t requireArgc = 2;
    size_t argc = 2;
    napi_value args[2] = { nullptr };
    NAPI_CALL(env, napi_get_cb_info(env, info, &argc, args, nullptr, nullptr));

    NAPI_ASSERT(env, argc >= requireArgc, "Wrong number of arguments");

    napi_valuetype valuetype0;
    NAPI_CALL(env, napi_typeof(env, args[0], &valuetype0));
    napi_valuetype valuetype1;
    NAPI_CALL(env, napi_typeof(env, args[1], &valuetype1));

    NAPI_ASSERT(env, valuetype0 == napi_number && valuetype1 == napi_number, "Wrong argument type. Numbers expected.");

    uint32_t gpio;
    NAPI_CALL(env, napi_get_value_uint32(env, args[0], &gpio));

    uint32_t val;
    NAPI_CALL(env, napi_get_value_uint32(env, args[1], &val));


	char direction[100] = {0};
    sprintf(direction,"echo out > /sys/class/gpio/gpio%d/direction", gpio);
    system(direction);

    char value[100] = {0};
    sprintf(value,"echo %d > /sys/class/gpio/gpio%d/value", val, gpio);
    system(value);
	
    napi_value sum;
    NAPI_CALL(env, napi_create_double(env, 1.0f, &sum));
    return sum;
}

初始化部分,

EXTERN_C_START
/*
 * function for module exports
 */
static napi_value Init(napi_env env, napi_value exports)
{
    /*
     * Properties define
     */
    napi_property_descriptor desc[] = {
        DECLARE_NAPI_FUNCTION("add", Add),
        DECLARE_NAPI_FUNCTION("minus", Minus),
        DECLARE_NAPI_FUNCTION("switchLed", SwitchLed),
        DECLARE_NAPI_FUNCTION("TestPromise", TestPromise),
        DECLARE_NAPI_FUNCTION("TestPromiseOrAsyncCallback", TestPromiseOrAsyncCallback),
    };
    NAPI_CALL(env, napi_define_properties(env, exports, sizeof(desc) / sizeof(desc[0]), desc));

    DemoJavascriptClassInit(env, exports);

    return exports;
}
EXTERN_C_END

模块定义及注册,

/*
 * Module define
 */
static napi_module ledModule = {
    .nm_version = 1,
    .nm_flags = 0,
    .nm_filename = nullptr,
    .nm_register_func = Init,
    .nm_modname = "led",
    .nm_priv = ((void*)0),
    .reserved = { 0 },
};
/*
 * Module register function
 */
extern "C" __attribute__((constructor)) void RegisterModule(void)
{
    napi_module_register(&ledModule);
}

目录napi下BUILD.gn文件,

group("napi_packages_test") {
  testonly = true

  deps = [
    "sample/native_module_demo:demo",
    "sample/native_module_netserver:netserver",
    "sample/native_module_storage:storage",
"test/unittest:unittest",
"sample/native_module_led:led",
  ]

  if (is_standard_system) {
    deps += [ "sample/native_module_ability:ability" ]
  }
}

最后在源码根目录下执行编译命令,

$./build.sh --product-name Hi3516DV300 --build-target make_test

生成的文件为

out/ohos-arm-release/ace/napi/libled.z.so

5. 系统设置

需要授予应用访问gpio下export文件的权限,
device/hisilicon/hi3516dv300/build/rootfs/init.Hi3516DV300.cfg

            "name" : "boot",
            "cmds" : [
                "write /sys/class/gpio/export 19",
                "chmod 777 /sys/class/gpio/gpio19/direction",
                "chmod 777 /sys/class/gpio/gpio19/value",

6. 系统部署

6.1 拷贝动态库

生成的.z.so动态库已经拷贝到PC上E:\libled.z.so

PC串口控制台:

#mount -o remount,rw /

PC命令窗口cmd:

E:>hdc_std file send E:\libled.z.so /system/lib/module/

PC串口控制台:

#chmod 666 /system/lib/module/libled.z.so

6.2 安装应用

PC命令窗口cmd:

E:>hdc_std install E:\Projects\HarmonyProject\MyLed\build\outputs\hap\debug\phone\entry-debug-standard-ark-signed.hap

7. 应用测试

点击打开按钮,LED图标变绿,同时LED灯亮,
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点击关闭按钮,LED图标变灰,同时LED灯灭。
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8. 动图展示

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