Zephyr下控制ESP32S3的GPIO口

1.关于esp32s3脚的定义

下面以GPIO38为例介绍esp32s3下GPIO口的控制，参考ESP32S3-wroom-1规格书，关于GPIO38接口的定义如下：

由上表可知GPIO38与SPI复用引脚

2.查看esp32s3_devkitm对应的设备树定义

这里我选用的是esp32s3_devkitm/esp32s3/procpu，因此我查找关于这个board的dts定义，如下所示

进入文件，查看关于GPIO38和SPI的定义，没有关于GPIO38的定义，SPI的定义如下，对应的SPI功能默认全部打开，需要将其禁用，让gpio功能开启：

继续查找关于GPIO的定义

关于"esp32s3_mini_n8.dtsi"里面定义了Flash和RAM的大小

关于"esp32s3_devkitm-pinctrl.dtsi"，里面定义各个功能对应的PIN脚；

GPIO38用于SPI3的CS脚。

3.控制GPIO38对应的设备树

需要进一步获取系统关于GPIO的定义，由上可知，esp32s3_devkitm更底层，引用了esp32s3_common.dtsi，进一步查看：

gpio0寄存器控制GPIO0-31这32个GPIO；

gpio1寄存器控制GPIO32-53这22个GPIO；

因此，选用gpio1寄存器，具体设备树定义，如下所示：

复制代码

#include <zephyr/dt-bindings/gpio/gpio.h>

/ {
    aliases {
        led0 = &user_led; // 别名正确指向LED节点
    };
    leds {
        compatible = "gpio-leds";
        user_led: led_0 {
            gpios = <&gpio1 38 GPIO_ACTIVE_LOW>;
            status = "okay";
        };
    };
};

&spi3 {
	status = "disabled"; //禁用spi3，释放对应io脚
};

&gpio1 {
    status = "okay"; // gpio1控制器必须启用
};

4.控制GPIO38

下面控制GPIO38，使其对应的LED灯亮1s，灭1s，如下所示

复制代码

#include <zephyr/kernel.h>
#include <zephyr/drivers/gpio.h>

#define LED0_NODE DT_ALIAS(led0)
static const struct gpio_dt_spec led = GPIO_DT_SPEC_GET(LED0_NODE, gpios);

int main(void)
{
    int ret;
    bool current_state;

    if (!gpio_is_ready_dt(&led)) {
        printk("LED GPIO not ready\n");
        return 0;
    }
    
    // 配置为输出，初始高电平（灭，因GPIO_ACTIVE_LOW）
    ret = gpio_pin_configure_dt(&led, GPIO_OUTPUT | GPIO_PUSH_PULL);
    if (ret != 0) {
        printk("Configure failed: %d\n", ret);
        return 0;
    }
    
    while (1) {
        ret = gpio_pin_set_dt(&led, 1); // 1对应高电平（因ACTIVE_LOW，此时LED应灭）
        if (ret != 0) {
            printk("Set high failed: %d\n", ret);
        }
        int level = gpio_pin_get_dt(&led);
        printk("After set high, level = %d\n", level); // 预期应为1
        k_msleep(1000);

        printk("Testing set low...\n");
        ret = gpio_pin_set_dt(&led, 0); // 0对应低电平（LED应亮）
        if (ret != 0) {
            printk("Set low failed: %d\n", ret);
        }
        level = gpio_pin_get_dt(&led);
        printk("After set low, level = %d\n", level); // 预期应为0
        k_msleep(1000);
    }
    return 0;
}

ESP32-S3 的部分 GPIO（尤其是 34~39 号引脚）默认配置为输入专用模式（无内部上拉 / 下拉电阻）。如果你的 LED 连接在这类引脚上，即使配置为输出，读取电平（输入操作）时可能无法正确获取输出状态，导致gpio_pin_get_dt始终返回 0。

5.控制 GP IO0做按键

代码如下：

复制代码

#include <zephyr/kernel.h>
#include <zephyr/sys/printk.h>
#include <zephyr/device.h>
#include <zephyr/drivers/gpio.h>

#define KEY_NODE DT_ALIAS(sw0)
static const struct gpio_dt_spec key = GPIO_DT_SPEC_GET (KEY_NODE, gpios);

static int64_t last_mode_change;
volatile uint8_t pwm_mode = 1;

static void change_mode(const struct device *dev, struct gpio_callback *cb, uint32_t pins)
{
        (void) dev;
        (void) cb;
        (void) pins;

        int64_t now = k_uptime_get();

        if (now - last_mode_change > 300) {
		pwm_mode = (pwm_mode)?0:1;
                last_mode_change = now;
        }
}

int main(void)
{
	struct gpio_callback button_cb_data;
	int ret;

	if(!gpio_is_ready_dt(&key)) {
		printf("Error: GPIO device not ready!\n");
		return -1;
	}
	ret = gpio_pin_configure_dt(&key, GPIO_INPUT);
	if(ret != 0) {
		printf("Failed to configure.key (ret = %d)\n", ret);
		return -1;
	}
	gpio_pin_interrupt_configure_dt(&key, GPIO_INT_EDGE_RISING);
	gpio_init_callback(&button_cb_data, change_mode, BIT(key.pin));
	gpio_add_callback(key.port, &button_cb_data);

	while(1) {
		printk("pwm_mode = %d\n", pwm_mode);
	}
	return 0;
}

运行后，执行结果如下：