使用文件操作方式控制GPIO Port（IOT-9608I-L）

概述

[1 IOT-9608I-L的GPIO](#1 IOT-9608I-L的GPIO)

[1.1 认识硬件](#1.1 认识硬件)

[1.2 IO引脚和MCU的对应关系](#1.2 IO引脚和MCU的对应关系)

[1.3 板卡IO驱动列表](#1.3 板卡IO驱动列表)

[2 C程序代码操作GPIO](#2 C程序代码操作GPIO)

[2.1 export GPIO](#2.1 export GPIO)

[2.2 设置direction](#2.2 设置direction)

[2.3 输出模式写IO](#2.3 输出模式写IO)

[3 使用实例](#3 使用实例)

[3.1 功能介绍](#3.1 功能介绍)

[3.2 代码实现](#3.2 代码实现)

概述

本文主要介绍使用文件操作方式控制GPIO 的方法，笔者介绍export IO的实现方式，如何配置IO的方向属性，以及写IO状态的方法。还编写了一个测试代码，方便对这些接口有一个更直观的认识和了解。

1 IOT-9608I-L的GPIO

1.1 认识硬件

IOT-9608I-L板卡提供18个GPIO接口，其可以作为普通的IO使用。由于该板卡所有的和板卡自带的硬件相关的驱动已经被做好了，所以，对于使用者来说，只需编写应用程序即可，无需关注驱动程序问题（前提是：我们默认驱动程序足够健壮）

1.2 IO引脚和MCU的对应关系

引脚	名称	说明	引脚	名称	说明
1	P3.14	GPIO3_14/SPI_SCLK	2	P3.15	GPIO3_15/SPI_D0
3	P3.16	GPIO3_16/SPI_D1	4	P3.17	GPIO3_17/SPI_CS
5	P0.2	GPIO0_2	6	P0.3	GPIO0_3
7	P0.8	GPIO0_8	8	P0.9	GPIO0_9
9	P2.22	GPIO2_22	10	P2.24	GPIO2_24
11	P1.28	GPIO1_28	12	P1.12	GPIO1_12
13	P2.23	GPIO2_23	14	P2.25	GPIO2_25
15	P3.18	GPIO3_18	16	P3.19	GPIO3_19
17	P3.20	GPIO3_20	18	P3.21	GPIO3_21
19	3.3V	3.3V电源输出	20	GND	电源地

1.3 板卡IO驱动列表

使用如下命令查看板卡中IO的列表

ls /sys/class/gpio/ -l

执行命令后，可以看见如下log信息

2 C程序代码操作GPIO

2.1 export GPIO

在user空间操作IO时，需要export IO，其目的是将IO所在的目录导出，方便后续的操作。进入**/sys/class/gpio/** 目录可以看见如下信息：

在进入要操作的gpio驱动目录，本文选择gpio10，进入gpio10目录，列出和IO操作的相关属性item:

export IO的范例：

cpp 复制代码

#define SYSFS_GPIO_EXPORT           "/sys/class/gpio/export" 
#define SYSFS_GPIO_PORT_PIN_VAL     "10"  

int export_gpio( void )
{
    int fd;
 
    // open the io port: /sys/class/gpio# echo 10 > export
    fd = open(SYSFS_GPIO_EXPORT, O_WRONLY);
    if(fd == -1)
    {
        printf("error: %s \n", SYSFS_GPIO_EXPORT);
        return EXIT_FAILURE;
    }

    write(fd, SYSFS_GPIO_PORT_PIN_VAL ,sizeof(SYSFS_GPIO_PORT_PIN_VAL));
    close(fd);
    
    return 0;
}

2.2 设置direction

要对IO操作，必须配置IO的direction 的属性，使其处于输入或者输出状态，以实现读或者写状态。

设置direction的范例：

cpp 复制代码

#define SYSFS_GPIO_PORT_DIR         "/sys/class/gpio/gpio10/direction"
#define SYSFS_GPIO_PORT_DIR_VAL     "OUT" 

void set_gpio_direction( void )
{
    int fd;  

    // set the io direction: /sys/class/gpio/gpio10# echo out > direction
    fd = open(SYSFS_GPIO_PORT_DIR, O_WRONLY);
    if(fd == -1)
    {
        printf("error: %s\n", SYSFS_GPIO_PORT_DIR);
        return EXIT_FAILURE;
    }
    write(fd, SYSFS_GPIO_PORT_DIR_VAL, sizeof(SYSFS_GPIO_PORT_DIR_VAL));
    close(fd);

    return 0;
}

2.3 输出模式写IO

配置完成端口输入或者输出属性之后，然后就可以对IO进行读写操作了，其写操作方法如下：

cpp 复制代码

#define SYSFS_GPIO_PORT_VAL         "/sys/class/gpio/gpio10/value"
#define SYSFS_GPIO_PORT_VAL_H       "1"
#define SYSFS_GPIO_PORT_VAL_L       "0"


void gpio_write_status(void)
{
    int fd;
    int  count = 10;

    // test the io port 
    fd = open(SYSFS_GPIO_PORT_VAL, O_RDWR);
    if(fd == -1)
    {
        printf("error: %s \n", SYSFS_GPIO_PORT_VAL);
        return EXIT_FAILURE;
    }  

    while( count-- )
    {
        write(fd, SYSFS_GPIO_PORT_VAL_H, sizeof(SYSFS_GPIO_PORT_VAL_H));
        sleep(1);
        write(fd, SYSFS_GPIO_PORT_VAL_L, sizeof(SYSFS_GPIO_PORT_VAL_L));
        sleep(1);
    }

    close(fd);

}

3 使用实例

3.1 功能介绍

使用C语言方式操作GPIO_10，其操作步骤如下

1）配置IO为输出

2）设置IO为高电平

3）设置IO为低电平

3.2 代码实现

详细代码如下：

cpp 复制代码

/***************************************************************
Copyright  2024-2029. All rights reserved.
文件名     : gpio_output_test.c
作者       : tangmingfei2013@126.com
版本       : V1.0
描述       : IOT_9608 IO端口测试程序
其他       : 无
日志       : 初版V1.0 2024/04/27
***************************************************************/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <time.h>
 
//demo for  P0_10
#define SYSFS_GPIO_EXPORT           "/sys/class/gpio/export" 
#define SYSFS_GPIO_PORT_PIN_VAL     "10"  

#define SYSFS_GPIO_PORT_DIR         "/sys/class/gpio/gpio10/direction"
#define SYSFS_GPIO_PORT_DIR_VAL     "OUT" 

#define SYSFS_GPIO_PORT_VAL         "/sys/class/gpio/gpio10/value"
#define SYSFS_GPIO_PORT_VAL_H       "1"
#define SYSFS_GPIO_PORT_VAL_L       "0"
 
int main()
{
    int count = 10;
    int fd;
 
    // open the io port: /sys/class/gpio# echo 10 > export
    fd = open(SYSFS_GPIO_EXPORT, O_WRONLY);
    if(fd == -1)
    {
        printf("error: %s \n", SYSFS_GPIO_EXPORT);
        return EXIT_FAILURE;
    }
    write(fd, SYSFS_GPIO_PORT_PIN_VAL ,sizeof(SYSFS_GPIO_PORT_PIN_VAL));
    close(fd);

    // set the io direction: /sys/class/gpio/gpio10# echo out > direction
    fd = open(SYSFS_GPIO_PORT_DIR, O_WRONLY);
    if(fd == -1)
    {
        printf("error: %s\n", SYSFS_GPIO_PORT_DIR);
        return EXIT_FAILURE;
    }
    write(fd, SYSFS_GPIO_PORT_DIR_VAL, sizeof(SYSFS_GPIO_PORT_DIR_VAL));
    close(fd);

    // test the io port 
    fd = open(SYSFS_GPIO_PORT_VAL, O_RDWR);
    if(fd == -1)
    {
        printf("error: %s \n", SYSFS_GPIO_PORT_VAL);
        return EXIT_FAILURE;
    }  

    while( count-- )
    {
        write(fd, SYSFS_GPIO_PORT_VAL_H, sizeof(SYSFS_GPIO_PORT_VAL_H));
        sleep(1);
        write(fd, SYSFS_GPIO_PORT_VAL_L, sizeof(SYSFS_GPIO_PORT_VAL_L));
        sleep(1);
    }

    close(fd);

    printf(" finish the task! \n");

    return 0;
}