1.GPIO簡(jiǎn)介

1.1 硬件接線(xiàn)原理圖

注意：雖然GPIO可以熱插拔，但在沒(méi)給底板加裝外殼保護(hù)的情況下，很容易觸碰到底板上的器件，甚至板卡附近有金屬零件很容易造成板卡短路。因此也建議在插拔外設(shè)時(shí)，最好確保電源已經(jīng)完全切斷。

GPIO的輸入/輸出電壓為3.3V，注意電平匹配，否則會(huì)損壞芯片引腳或接入設(shè)備。

1.2 GPIO硬件資源分布介紹

gpiod庫(kù)：需要使用上表的【Chip對(duì)象名】和【Line偏移量】。

sysfs訪問(wèn)方式：需要使用上表的【GPIO系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)路徑】。

1.3 gpiod 簡(jiǎn)介

在Linux 4.8開(kāi)始，加入了libgpiod的支持，而原有基于sysfs的訪問(wèn)方式，將被逐步放棄。因此本文對(duì)應(yīng)的demo主要采用了gpiod方式控制GPIO。gpiod庫(kù)通過(guò)操作chip對(duì)象以及l(fā)ine對(duì)象，來(lái)達(dá)到控制GPIO引腳輸出電平，或者讀取GPIO引腳電平的目的。

Chip對(duì)象名：在調(diào)用gpiod_chip_open_by_name獲取chip對(duì)象時(shí)，作為傳入?yún)?shù)使用。

Line偏移量：在調(diào)用gpiod_chip_get_line獲取line對(duì)象時(shí)，作為傳入?yún)?shù)使用。

以GPIO5_C0為例，【引腳名稱(chēng)】【Chip對(duì)象名】【Line偏移量】三者之間的關(guān)系如下方公式所示。

1.4 sysfs訪問(wèn)方式簡(jiǎn)介

sysfs控制gpio的方式主要基于內(nèi)核提供的gpio控制接口文件。也就是通過(guò)讀寫(xiě)/sys/class/gpio目錄下的文件來(lái)控制對(duì)應(yīng)的gpio接口。

pin腳編號(hào)：sysfs訪問(wèn)方式均以pin腳編號(hào)作為操作依據(jù)。

GPIO系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)路徑：具體的GPIO引腳所對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)路徑。

【引腳名稱(chēng)】【GPIO系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)路徑】?jī)烧咧g的關(guān)系如下方公式所示。

引腳的導(dǎo)出申請(qǐng)：某一引腳在使用前，需要手動(dòng)向gpio管理器申請(qǐng)導(dǎo)出該引腳資源。

echo 176 > /sys/class/gpio/export ## gpio_request 申請(qǐng)導(dǎo)出相應(yīng)的gpio

設(shè)置該引腳的工作模式：輸入或者輸出。

echo in > /sys/class/gpio/gpio176/direction ## gpio_direction_output 設(shè)置相應(yīng)gpio為輸入方向 ## 或者 echo out > /sys/class/gpio/gpio176/direction ## gpio_direction_output 設(shè)置相應(yīng)gpio為輸出方向

根據(jù)引腳的工作模式，做相應(yīng)的控制：寫(xiě)入電平或讀取電平。

cat /sys/class/gpio/gpio176/value ## gpio_get_value 獲取gpio當(dāng)前狀態(tài)值 ## 或者 echo 0 > /sys/class/gpio/gpio176/value ## gpio_set_value 設(shè)置輸出低電平 echo 1 > /sys/class/gpio/gpio176/value ## gpio_set_value 設(shè)置輸出高電平

引腳的釋放申請(qǐng)：引腳使用完畢后，需要手動(dòng)向gpio管理器申請(qǐng)釋放該引腳資源。

echo 176 > /sys/class/gpio/unexport ## gpio_free 釋放申請(qǐng)的gpio

2. 快速上手

2.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境準(zhǔn)備

如果您初次閱讀此文檔，請(qǐng)閱讀《入門(mén)指南/開(kāi)發(fā)環(huán)境準(zhǔn)備/Easy-Eai編譯環(huán)境準(zhǔn)備與更新》，并按照其相關(guān)的操作，進(jìn)行編譯環(huán)境的部署。

在PC端Ubuntu系統(tǒng)中執(zhí)行run腳本，進(jìn)入EASY-EAI編譯環(huán)境，具體如下所示。

cd ~/develop_environment ./run.sh

2.2 源碼下載以及例程編譯

首先，在虛擬機(jī)后臺(tái)終端，執(zhí)行以下命令，創(chuàng)建外設(shè)單例源碼管理目錄：

cd /opt mkdir -p EASY-EAI-Nano-TB/demo

首先，到【百度網(wǎng)盤(pán)】上下載相關(guān)的單例程序：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1Br608Hiff2Xs65PzWO_qWQ?pwd=1234

提取碼：1234

比如把單例程序下載到：此電腦\D:\BaiduNetdisk (無(wú)規(guī)定，用戶(hù)可自主選擇)，如下圖所示。

再將下載好的單例復(fù)制進(jìn)入虛擬機(jī)的文件系統(tǒng)，過(guò)程如下圖所示。

最后，進(jìn)入到對(duì)應(yīng)的例程目錄執(zhí)行編譯操作，具體命令如下所示：

cd EASY-EAI-Nano-TB/demo/09_GPIO ./build.sh

注：

* 由于依賴(lài)庫(kù)部署在板卡上，因此交叉編譯過(guò)程中必須保持/mnt掛載。

編譯成功后，相關(guān)的demo會(huì)生成在Release目錄下，并會(huì)自動(dòng)部署到開(kāi)發(fā)板的/userdata/目錄中。

2.3 例程運(yùn)行

通過(guò)串口調(diào)試或ssh調(diào)試，進(jìn)入板卡后臺(tái)，定位到例程部署的位置，如下所示：

cd /userdata

執(zhí)行例程命令，如下所示。

sudo ./test-gpio

執(zhí)行效果如下所示。

再把【GPIO5_C0】和【GPIO5_C1】用導(dǎo)線(xiàn)短接起來(lái)，就能從【GPIO5_C1】引腳讀到從【GPIO5_C0】輸出的【高電平】，如下所示。

3. C語(yǔ)言使用案例

GPIO的C語(yǔ)言使用案例，代碼地址為09_GPIO/test-gpio/main.c，供用戶(hù)編碼參考。以下代碼展示了對(duì)GPIO操作流程：

#define ARRAY_SIZE(x) (sizeof(x) / sizeof((x)[0])) static const GPIOCfg_t gpioCfg_tab[] = { { .pinName = "GPIO5_C0", .direction = DIR_OUTPUT, .val = 0, }, { .pinName = "GPIO5_C1", .direction = DIR_INPUT, .val = 0, /* }, { .pinName = "GPIO5_C2", .direction = DIR_OUTPUT, .val = 0, }, { .pinName = "GPIO5_C6", .direction = DIR_INPUT, .val = 0, */ } }; int main(int argc, char **argv) { gpio_init(gpioCfg_tab, ARRAY_SIZE(gpioCfg_tab)); pin_out_val("GPIO5_C0", 1); // pin_out_val("GPIO5_C2", 0); int val = read_pin_val("GPIO5_C1"); printf("GPIO5_C1 val : %d\n", val); // val = read_pin_val("GPIO5_C6"); // printf("GPIO5_C6 val : %d\n", val); return 0; }

其中g(shù)pio_init()，pin_out_val()，read_pin_val()是基于libgpiod的易用化封裝。具體實(shí)現(xiàn)于09_GPIO/commonApi/gpio.c

若用戶(hù)需要如demo一樣地引用libgpiod，需要注意以下兩點(diǎn)。

* 需要包含頭文件：#include 。

* 編譯時(shí)，需要加上-lgpiod作為編譯參數(shù)。