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1 简介
友善电子开发了一个名为libfriendlyarm-hardware.so的函数库，用于Android应用程序访问开发板上的硬件资源，该函数库基于Android-NDK技术开发，提供便利的硬件访问接口，开发者无需掌握过多的嵌入式知识便可使用，有效提高开发进度。
本篇文章仅适用于RK3399开发板，包括 NanoPi-NEO4, NanoPi-M4 和 NanoPC-T4。
其他平台也有相应的支持，请移步这里查看：Android Hardware Access APIs/zh
2 支持如下RK3399官方Android BSP
- Android 7.1.2
- Android 8.1
为方便测试，已集成了各个硬件资源的开源示例程序：
3 支持如下RK3399硬件资源
- Serial Port
- GPIO
- ADC
- PWM
- I2C
- RTC
- Watch dog
- SPI
4 支持的开发板
- NanoPi-NEO4
- NanoPi-M4
- NanoPC-T4
- 其他开发板请移步这里查看：Android Hardware Access APIs/zh
5 示例程序下载地址
所有硬件访问的示例程序均已集成到 Android 的源代码当中，位于 Android7.1.2 和 Android8.1 源代码的以下目录：vendor/friendlyelec/apps，也可以单独网上下载，下表中列出各个 Demo 的源代码地址：
5.1 Android8.1
5.1.1 Applicable Boards
- NanoPC-T4/NanoPi-M4/NanoPi-NEO4
Android8.1 Demos Serial Port GPIO ADC https://gitlab.com/friendlyelec/rk3399-android-8.1/tree/master/vendor/friendlyelec/apps/ADCDemo
PWM https://gitlab.com/friendlyelec/rk3399-android-8.1/tree/master/vendor/friendlyelec/apps/PWMDemo
I2C RTC Watch dog SPI
5.2 Android7.1.2
5.2.1 Applicable Boards
- NanoPC-T4/NanoPi-M4/NanoPi-NEO4
Android7.1.2 Demos Serial Port GPIO ADC https://gitlab.com/friendlyelec/rk3399-nougat/tree/nanopc-t4-nougat/vendor/friendlyelec/apps/ADCDemo
PWM https://gitlab.com/friendlyelec/rk3399-nougat/tree/nanopc-t4-nougat/vendor/friendlyelec/apps/PWMDemo
I2C RTC Watch dog SPI
6 快速使用入门
6.1 (第1步) 集成libfriendlyarm-things.so到你的app
克隆以下仓库到本地:
git clone https://github.com/friendlyarm/friendlythings-sdk
接着复制 libs 目录下的所有内容到你的工程目录下，然后在你的Android项目的src目录下创建com/friendlyarm目录，将java/FriendlyThings目录拷贝进去即可，最后的目录的结构看上去是这样的 (注：AndroidStudio的项目可能会稍有不同，但大致如此)：
YourProject/
├── AndroidManifest.xml
├── libs
│ ├── arm64-v8a
│ │ └── libfriendlyarm-things.so
│ └── armeabi
│ └── libfriendlyarm-things.so
├── src
│ └── com
│ └── friendlyarm
│ ├── FriendlyThings
│ │ ├── BoardType.java
│ │ ├── FileCtlEnum.java
│ │ ├── GPIOEnum.java
│ │ ├── HardwareControler.java
│ │ ├── SPIEnum.java
│ │ ├── SPI.java
│ │ └── WatchDogEnum.java使用以下方法导入它们，主要的接口都集中在 HardwareControler.java文件中：
import com.friendlyarm.FriendlyThings.HardwareControler; import com.friendlyarm.FriendlyThings.SPIEnum; import com.friendlyarm.FriendlyThings.GPIOEnum; import com.friendlyarm.FriendlyThings.FileCtlEnum; import com.friendlyarm.FriendlyThings.BoardType;
6.2 (第2步) 让你的app拥有system权限
你的app需要拥有system权限，才能访问硬件资源;
请参考下面的方法修改你 app 的 AndroidManifest.xml 和 Android.mk这两个文件;
并且最好将你的app放到Android源码中去编译，这一步不是必需的，但是建议这么做，如果你的app在外部编译，你需要对apk进行签名才能让你的app拥有system权限（新手不太建议，过程比较繁琐）。
6.2.1 修改AndroidManifest.xml
在应用程序的AndroidManifest.xml中的manifest节点中加入以下属性：
android:sharedUserId="android.uid.system"
6.2.2 修改Android.mk
编写一个Android.mk文件(最简单的方法就是拷贝示例中的Android.mk文件)，修改Android.mk文件，加入LOCAL_CERTIFICATE := platform这一行:
LOCAL_PATH:= $(call my-dir) include $(CLEAR_VARS) LOCAL_SRC_FILES := $(call all-subdir-java-files) LOCAL_PACKAGE_NAME := 你的项目名 LOCAL_CERTIFICATE := platform LOCAL_MODULE_TAGS := optional LOCAL_CFLAGS := -lfriendlyarm-hardware include $(BUILD_PACKAGE)
6.3 (最后1步) 在 Android源代码中编译你的app
先在 Android源代码根目录调用 setenv.sh 导出环境变量，然后进入你的 app 目录，使用mm命令编译;
例子：编译 GPIO_LED_Demo，以RK3399平台为例:
cd rk3399-android-8.1 . setenv.sh cd vendor/friendlyelec/apps/GPIO_LED_Demo mm
6.4 一个Android Studio的示例项目
https://github.com/friendlyarm/AndroidStudio-GPIODemo
7 RK3399平台Android硬件资源的程序访问
7.1 Serial Port
目前可直接使用的串口是UART4，设备名称为/dev/ttyS4，其他串口资源已被分配给其它功能，如下表所示，你也可以使用USB转串口来扩展：
串口设备 串口资源占用情况 UART0 已被蓝牙占用 UART1 已被千兆以太网占用 UART2 已被作为调试串口 UART3 已被千兆以太网占用 UART4 空闲，设备名称为 /dev/ttyS4 （注：需使用20180618之后的ROM）
7.1.1 串口读写的接口说明
HardwareControler.openSerialPortEx //打开串口设备 HardwareControler.select //轮询串口是否有数据可写或可读 HardwareControler.read //读取串口数据 HardwareControler.write //写数据到串口 HardwareControler.close //关闭设备
接口说明请参考：Android Hardware Access APIs/zh
7.2 GPIO
通过 sysfs 方式控制来 GPIO，是先访问 /sys/class/gpio 目录，向 export 文件写入 GPIO编号，使得该 GPIO 的操作接口从内核空间暴露到用户空间，然后就可以操作引脚的 direction 和 value 等，direction 控制 GPIO 方向，而 value 可控制 GPIO 输出或获得 GPIO 输入。
下面中列出RK3399可直接操作的GPIO编号：
- NanoPC T4
物理序号 GPIO编号 Pin11 33 Pin12 50 Pin15 36 Pin16 54 Pin18 55 Pin22 56 Pin37 96 Pin38 125 Pin40 126
- NanoPi M4和NanoPi NEO4
物理序号 Linux索引号 Pin11 33 Pin12 50 Pin15 36 Pin16 54 Pin18 55 Pin22 56
7.2.1 GPIO接口说明
HardwareControler.exportGPIOPin //导出GPIO HardwareControler.setGPIODirection //改变GPIO的方向 HardwareControler.getGPIODirection //获得当前GPIO的方向 HardwareControler.setGPIOValue //向引脚输出高电平或低电平 HardwareControler.getGPIOValue //获得引脚的输入（当前的值） HardwareControler.unexportGPIOPin //取消导出
接口说明请参考：Android Hardware Access APIs/zh
7.2.2 GPIO示例说明
可以用LED配件来测试GPIO示例，在界面上对引脚输出高电平时，LED亮，低电平时，LCD灭。
7.3 ADC
RK3399引出了三路ADC，channel为0, 2, 3，对应的文件节点为：
频道 文件节点 Channel 0 /sys/devices/platform/ff100000.saradc/iio:device0/in_voltage0_raw Channel 2 /sys/devices/platform/ff100000.saradc/iio:device0/in_voltage2_raw Channel 3 /sys/devices/platform/ff100000.saradc/iio:device0/in_voltage3_raw
在 Android 下用标准的文件读取接口就可以读取，你可以将一个可调电阻配件连接到开发板上进行测试。
7.4 PWM
RK3399开发板也是通过sysfs方式来控制PWM，直接操作 /sys/class/pwm/pwmchip1 下的文件节点即可，下面以在命令行操作PWM风扇风速作为示例：
7.4.1 PWM接口说明
- 将PWM0暴露到用户空间
echo 0 > /sys/class/pwm/pwmchip1/export
- 通过设置PWM的period和duty_cycle来控制风速
echo 0 > /sys/class/pwm/pwmchip1/pwm0/enable echo 50000 > /sys/class/pwm/pwmchip1/pwm0/period echo 1 > /sys/class/pwm/pwmchip1/pwm0/enable echo 45000 > /sys/class/pwm/pwmchip1/pwm0/duty_cycle
7.4.2 PWM示例说明
可以连接一个PWM风扇（3针）到NanoPC-T4的风扇接口来测试PWM示例。
7.5 I2C
运行I2C Demo需要将一个LCD1602的模块连接到NanoPC-T4的以下引脚：
物理序号 I2C功能 Pin3 I2C2_SDA(3V) Pin4 VCC5V0_SYS Pin5 I2C2_SCL(3V) Pin6 GND
如下图所示：
7.6 RTC
通过 /sys/class/rtc/rtc0/下面的接口来操作RTC，比如查看当前RTC的日期和时间：
cat /sys/class/rtc/rtc0/date # 2018-10-20 cat /sys/class/rtc/rtc0/time # 08:20:14
设置开机时间，如设置120秒后开机：
#120秒后定时开机 echo +120 > /sys/class/rtc/rtc0/wakealarm
7.7 Watch dog
看门狗的操作比较简单，打开设备 /dev/watchdog 并定时写入字符即可，如果系统出现问题导致没有写入字符，设备会过一段时间自动重启：
mWatchDogFD = HardwareControler.open("/dev/watchdog", FileCtlEnum.O_WRONLY); HardwareControler.write(mWatchDogFD, "a".getBytes());
7.8 SPI
SPI由于与UART4共用引脚，所以需要修改内核DTS文件，先禁用UART4方可使用SPI功能。
运行SPI示例需要在NanoPC-T4上连接一个 SPI接口的OLED，规格为0.96寸的128x64屏。
SPI接口说明请参考：Android Hardware Access APIs/zh
8 函数库(libfriendlyarm-hardware.so)接口说明
请参考这份WiKi文档：Android Hardware Access APIs/zh
