在嵌入式设备中对GPIO的操作是最基本的操作。一般的做法是写一个单独驱动程序,网上大多数的例子都是这样的。其实linux下面有一个通用的GPIO操作接口,那就是我要介绍的 “/sys/class/gpio” 方式。

首先,看看系统中有没有“/sys/class/gpio”这个文件夹。如果没有请在编译内核的时候加入   Device Drivers  —>  GPIO Support  —>     /sys/class/gpio/… (sysfs interface)。

/sys/class/gpio 的使用说明:

01 gpio_operation 通过/sys/文件接口操作IO端口 GPIO到文件系统的映射

02 * 控制GPIO的目录位于/sys/class/gpio

03 * /sys/class/gpio/export文件用于通知系统需要导出控制的GPIO引脚编号

04 * /sys/class/gpio/unexport 用于通知系统取消导出

05 * /sys/class/gpio/gpiochipX目录保存系统中GPIO寄存器的信息,包括每个寄存器控制引脚的起始编号        base,寄存器名称,引脚总数 导出一个引脚的操作步骤

06 * 首先计算此引脚编号,引脚编号 = 控制引脚的寄存器基数 + 控制引脚寄存器位数

07 * 向/sys/class/gpio/export写入此编号,比如12号引脚,在shell中可以通过以下命令实现,

echo 12 > /sys/class/gpio/export

  命令成功后生成/sys/class/gpio/gpio12目录,如果没有出现相应的目录,说明此引脚不可导出:

08  

09 * direction文件,定义输入输入方向,可以通过下面命令定义为输出

10   echo out > /sys/class/gpio/gpio12/direction

11 * direction接受的参数:in, out, high, low。high/low同时设置方向为输出,

    并将value设置为相应的1/0。

12 * value文件是端口的数值,为1或0.

13   echo 1 >/sys/class/gpio/gpio12/value

 

编写控制程序

GPIO的配置文件在/sys/class/gpio目录下,控制程序可以分为四个步骤:

  • 配置GPIO:在/sys/class/gpio目录下可以看到文件export,调用该文件以实现配置。该文件对所有GPIO编号,从0开始。GPIOn_x的编号为32*n+x,例如此处用的GPIO1_6的编号为32*1+6=38。在终端输入:# echo "38" > /sys/class/gpio/export,在此回到目录/sys/class/gpio下,可以看到产生了一个新的目录./gpio38,里面包含了该IO口的输入输出设置等配置文件。注意:export文件只有root写权限,执行上述命令或者以后用C编写的可执行文件要以ROOT身份执行。

  • 设置GPIO的方向(输入输出):在终端输入:# echo "out" > /sys/class/gpio/gpio38/direction,即设置该GPIO为输出。

  • 设置GPIO的输出电平:在终端输入:#echo "1" > /sys/class/gpio/gpio38/value,即设置GPIO输出高电平,输入echo "0" > /sys/class/gpio/gpio38/value设置GPIO输出低电平。

  • 关闭GPIO:在终端输入:#echo "38" > /sys/class/gpio/unexport,即删除GPIO配置文件,可以看到目录gpio38已经被删除。

    下面是C语言编写的GPIO控制例程,实现LED的每隔一秒闪烁一次。

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>
    int main(void)
    {
    FILE *p=NULL;
    int i=0;

  • p = fopen("/sys/class/gpio/export","w");
    fprintf(p,"%d",38);
    fclose(p);

  • p = fopen("/sys/class/gpio/gpio38/direction","w");
    fprintf(p,"out");
    fclose(p);


  • for(i=0;i<100;i++)
    {
    p = fopen("/sys/class/gpio/gpio38/value","w");
    fprintf(p,"%d",1);
    sleep(1);
    fclose(p);
    p = fopen("/sys/class/gpio/gpio38/value","w");
    fprintf(p,"%d",0);
    sleep(1);
    fclose(p);
    }


  • p = fopen("/sys/class/gpio/unexport","w");
    fprintf(p,"%d",38);
    fclose(p);
    return 0;

    }

     

     

    下面实现按键输入的读取操作

    #include <stdio.h>

    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>


    int main(void)
    {
    FILE *p=NULL;
    char i[100]={0,};

    p = fopen("/sys/class/gpio/export","w");
    fprintf(p,"%d",161);
    fclose(p);
    p = fopen("/sys/class/gpio/gpio161/direction","w");
    fprintf(p,"in");  //配置成输入
    fclose(p);

    while(1)
    {
    //以只读方式打开
    p = fopen("/sys/class/gpio/gpio161/value","r");
    //使文件读写定位到0位置
    fseek(p , 0 , 0);
    #if 0
    //将文件内容输出到存储器i中,注意要以字符串的方式,否则会出错
    fscanf(p,"%s",i);
    #else
    //从文件中读出数据到存储器i中
    fread(i , 1, 1 ,p);
    #endif
    //以字符的方式将读到的值打印出
    printf("key = %c \r\n",i[0]);
    sleep(1);
    //注意这里必须要关闭,然后再次读时再重新打开,这样只面的内容才会更新
    fclose(p);
    }
    return 0;
    }

     

    /*********************************************************************************/

    查看当前系统下已使用的GPIO:

    # cat /sys/kernel/debug/gpio

     

    用户态使用gpio监听中断      

    首先需要将该gpio配置为中断

    echo  "rising" > /sys/class/gpio/gpio12/edge       

    以下是伪代码

    int gpio_id;
    
    struct pollfd fds[1];
    
    
    
    gpio_fd = open("/sys/class/gpio/gpio12/value",O_RDONLY);
    
    if( gpio_fd == -1 )
    
       err_print("gpio open");
    
    fds[0].fd = gpio_fd;
    
    fds[0].events  = POLLPRI;
    
    ret = read(gpio_fd,buff,10);
    
    if( ret == -1 )
    
        err_print("read");
    
    while(1){
    
         ret = poll(fds,1,-1);
    
         if( ret == -1 )
    
             err_print("poll");
    
           if( fds[0].revents & POLLPRI){
    
               ret = lseek(gpio_fd,0,SEEK_SET);
    
               if( ret == -1 )
    
                   err_print("lseek");
    
               ret = read(gpio_fd,buff,10);
    
               if( ret == -1 )
    
                   err_print("read");
    
                /*此时表示已经监听到中断触发了,该干事了*/
    
                ...............
    
        }
    
    }

    记住使用poll()函数,设置事件监听类型为POLLPRI和POLLERR在poll()返回后,使用lseek()移动到文件开头读取新的值或者关闭它再重新打开读取新值。必须这样做否则poll函数会总是返回。

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