使用文件操作方式控制GPIO Port(IOT-9608I-L)

目录

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

复制代码
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       : [email protected]
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;
}
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