1.GPIO簡介

1.1 硬件接線原理圖

注意：雖然GPIO可以熱插拔，但在沒給底板加裝外殼保護的情況下，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時，最好確保電源已經完全切斷。

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

1.2 GPIO硬件資源分布介紹

gpiod庫：需要使用上表的【Chip對象名】和【Line偏移量】。

sysfs訪問方式：需要使用上表的【GPIO系統節點路徑】。

1.3 gpiod 簡介

在Linux 4.8開始，加入了libgpiod的支持，而原有基于sysfs的訪問方式，將被逐步放棄。因此本文對應的demo主要采用了gpiod方式控制GPIO。gpiod庫通過操作chip對象以及line對象，來達到控制GPIO引腳輸出電平，或者讀取GPIO引腳電平的目的。

Chip對象名：在調用gpiod_chip_open_by_name獲取chip對象時，作為傳入參數使用。

Line偏移量：在調用gpiod_chip_get_line獲取line對象時，作為傳入參數使用。

以GPIO5_C0為例，【引腳名稱】【Chip對象名】【Line偏移量】三者之間的關系如下方公式所示。

1.4 sysfs訪問方式簡介

sysfs控制gpio的方式主要基于內核提供的gpio控制接口文件。也就是通過讀寫/sys/class/gpio目錄下的文件來控制對應的gpio接口。

pin腳編號：sysfs訪問方式均以pin腳編號作為操作依據。

GPIO系統節點路徑：具體的GPIO引腳所對應的節點路徑。

【引腳名稱】【GPIO系統節點路徑】兩者之間的關系如下方公式所示。

引腳的導出申請：某一引腳在使用前，需要手動向gpio管理器申請導出該引腳資源。

echo 176 > /sys/class/gpio/export ## gpio_request 申請導出相應的gpio

設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 設置相應gpio為輸入方向 ## 或者 echo out > /sys/class/gpio/gpio176/direction ## gpio_direction_output 設置相應gpio為輸出方向

根據引腳的工作模式，做相應的控制：寫入電平或讀取電平。

cat /sys/class/gpio/gpio176/value ## gpio_get_value 獲取gpio當前狀態值 ## 或者 echo 0 > /sys/class/gpio/gpio176/value ## gpio_set_value 設置輸出低電平 echo 1 > /sys/class/gpio/gpio176/value ## gpio_set_value 設置輸出高電平

引腳的釋放申請：引腳使用完畢后，需要手動向gpio管理器申請釋放該引腳資源。

echo 176 > /sys/class/gpio/unexport ## gpio_free 釋放申請的gpio

2. 快速上手

2.1 開發環境準備

如果您初次閱讀此文檔，請閱讀《入門指南/開發環境準備/Easy-Eai編譯環境準備與更新》，并按照其相關的操作，進行編譯環境的部署。

在PC端Ubuntu系統中執行run腳本，進入EASY-EAI編譯環境，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，在虛擬機后臺終端，執行以下命令，創建外設單例源碼管理目錄：

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

首先，到【百度網盤】上下載相關的單例程序：

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 (無規定，用戶可自主選擇)，如下圖所示。

再將下載好的單例復制進入虛擬機的文件系統，過程如下圖所示。

最后，進入到對應的例程目錄執行編譯操作，具體命令如下所示：

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

注：

* 由于依賴庫部署在板卡上，因此交叉編譯過程中必須保持/mnt掛載。

編譯成功后，相關的demo會生成在Release目錄下，并會自動部署到開發板的/userdata/目錄中。

2.3 例程運行

通過串口調試或ssh調試，進入板卡后臺，定位到例程部署的位置，如下所示：

cd /userdata

執行例程命令，如下所示。

sudo ./test-gpio

執行效果如下所示。

再把【GPIO5_C0】和【GPIO5_C1】用導線短接起來，就能從【GPIO5_C1】引腳讀到從【GPIO5_C0】輸出的【高電平】，如下所示。

3. C語言使用案例

GPIO的C語言使用案例，代碼地址為09_GPIO/test-gpio/main.c，供用戶編碼參考。以下代碼展示了對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gpio_init()，pin_out_val()，read_pin_val()是基于libgpiod的易用化封裝。具體實現于09_GPIO/commonApi/gpio.c

若用戶需要如demo一樣地引用libgpiod，需要注意以下兩點。

* 需要包含頭文件：#include 。

* 編譯時，需要加上-lgpiod作為編譯參數。