Linux 用户态设置GPIO控制

只看该作者 · 2020-4-12 17:26

#!/bin/bash

echo Exporting pin $1

echo $1> /sys/class/gpio/export

echo Setting direction to out

echo out > /sys/class/gpio/gpio$1/direction

echo Setting pin low

echo 0 > /sys/class/gpio/gpio$1/value

#!/bin/bash

echo Setting pin hight

echo 1 > /sys/class/gpio/gpio$1/value

echo Unexporting pin $1

echo $1> /sys/class/gpio/unexport

最后一定要加上echo $1> /sys/class/gpio/unexport，不然再次执行#./off.sh，就会报echo write Error: Device or resource busy

只看该作者 · 2020-4-12 17:27

nux内核提供了一套在用户态配置GPIO的接口，在/sys/class/gpio/目录下

可以发现其中包含有两个文件export、unexport和若干gpiochipN 类型文件夹

export
用于将指定编号的引脚导出，作为GPIO使用
unexport
用于将导出的GPIO删除掉
gpiochipN
当前芯片中包含的GPIO控制器

只看该作者 · 2020-4-12 17:28

GPIO使用方法
添加设备接口GPIO167
输入：echo 167 > export

可以发现，目录下出现了gpio167，如果执行命令后没有反应，表示当前的GPIO已经用作其他的功能，例如作为IIC的引脚等
删除设备接口GPIO167
输入：echo 167 > unexport

只看该作者 · 2020-4-12 17:29

direction
设置输出还是输入模式
设置为输入：echo “in” > direction
设置为输出：echo “out” > direction
value
输出时，控制高低电平；输入时，获取高低电平
高电平：echo 1 > value
低电平：echo 0 > value
edge
控制中断触发模式，引脚被配置为中断后可以使用poll() 函数监听引脚
非中断引脚： echo “none” > edge
上升沿触发：echo “rising” > edge
下降沿触发：echo “falling” > edge
边沿触发：echo “both” > edge

gpiochipN目录
用来管理和控制一组gpio端口的控制器

base
和N相同，表示控制器管理的最小的端口编号。
lable
诊断使用的标志（并不总是唯一的）
ngpio
控制器管理的gpio端口数量（端口范围是：N ~ N+ngpio-1）

只看该作者 · 2020-4-12 17:29

用户态使用gpio监听中断
比如我想监听PA7上的电平变化（也就是边沿触发），那么应该先向“/sys/class/gpio/gpio7/direction”写入“in”，然后向“/sys/class/gpio/gpio7/edge”写入“both”，然后对”/sys/class/gpio/gpio7/value”执行select/poll操作。

代码如下：

poll_test.c

#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <poll.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
int fd=open("/sys/class/gpio/gpio7/value",O_RDONLY);
if(fd<0)
{
      perror("open '/sys/class/gpio/gpio7/value' failed!\n");
      return -1;
}
struct pollfd fds[1];
fds[0].fd=fd;
fds[0].events=POLLPRI;
while(1)
{
      if(poll(fds,1,0)==-1)
      {
         perror("poll failed!\n");
         return -1;
      }
      if(fds[0].revents&POLLPRI)
      {
         if(lseek(fd,0,SEEK_SET)==-1)
         {
            perror("lseek failed!\n");
            return -1;
         }
         char buffer[16];
         int len;
         if((len=read(fd,buffer,sizeof(buffer)))==-1)
         {
            perror("read failed!\n");
            return -1;
         }
         buffer[len]=0;
         printf("%s",buffer);
      }
}
return 0;
}
这个小程序的作用就是就是不断poll(“/sys/class/gpio/gpio7/value”)。一旦poll()返回，就输出PA7的值。

假设代码放在～目录下，然后输入如下命令：

cd ~
gcc poll_test.c -o poll_test
echo in > /sys/class/gpio/gpio7/direction
echo both > /sys/class/gpio/gpio7/edge
./poll_test
用1K电阻把PA7上拉到VCC，然后用一根导线把PA7与GND连接又断开，会发现不断输出1和0（当PA7连上GND的瞬间输出0，与GND断开的瞬间输出1）。说明poll()确实能检测到电平变化。

只看该作者 · 2020-4-12 17:30

通过sysfs在用户空间使用GPIO中断

通过使用sysfs，Linux GPIO可以支持在用户空间进行GPIO的控制或获取状态。这样可以使用简单的工具，比如“echo”来设置输出GPIO的电平或使用“cat”来读取输入GPIO的当前值。
1、配置内核中sysfs下的GPIO支持
   要想在用户空间访问GPIO，需要在sysfs中使能GPIO支持。
Symbol: GPIO_SYSFS [=n]
  Type  : boolean
  Prompt: /sys/class/gpio/... (sysfs interface)
  Defined at drivers/gpio/Kconfig:51
  Depends on: GPIOLIB [=y] && SYSFS [=y] && EXPERIMENTAL [=y]
  Location:
-> Device Drivers
   -> GPIO Support (GPIOLIB [=y])
2、在用户空间是能GPIO
   即将GPIO导出到用户空间之中。
------------------------------------
GPIO = 22
cd = /sys/class/gpio
ls
echo $GPIO > export
ls
------------------------------------
   注意：开始ls时，gpio22并不存在，第二个ls时，gpio22才存在。
   设置为输入并获取当前值：
------------------------------------
cd /sys/class/gpio/gpio$GPIO
echo "in" > direction
cat value
------------------------------------
   设置为输出并设置值：
------------------------------------
cd /sys/class/gpio/gpio$GPIO
echo "out" > direction
echo 1 > value 或 echo 0 > value
------------------------------------
3、用作中断
   先将GPIO配置为输入，然后使用poll()来阻塞程序直到GPIO的输入电平发生改变，关键是使用POLLPRI而不是POLLIN来侦听事件；或者使用select()。
4、查看GPIO配置
   配置内核来使能debugfs
Symbol: DEBUG_FS [=y]
  Type  : boolean
  Prompt: Debug Filesystem
Defined at lib/Kconfig.debug:77
Location:
-> Kernel hacking
   启动目标硬件并挂载debugfs
mount -t debugfs none /sys/kernel/debug
   查看引脚配置
cat /sys/kernel/debug/gpio

poll示例：

复制

memset((void *)xfds, 0, sizeof(xfds));

xfds[0].fd = fd;

xfds[0].events = POLLPRI;

ret = poll(xfds, 1, -1);

if(ret <= 0)

ERREXIT("poll value");

if(xfds[0].revents & POLLPRI)

{

/* get value */

ret = lseek(fd, 0, SEEK_SET);

if(ret < 0)

ERREXIT("lseek value");

ret = read(fd, buf, 2);

buf[1] = '\0';

printf("read ret = %d, value = %s\n", ret, buf);

if(ret != 2)

ERREXIT("read value");

}

select示例：

复制

FD_ZERO(&exceptfds);

FD_SET(fd, &exceptfds);

ret = select(fd+1,NULL,NULL,&exceptfds,NULL);

if(ret < 0)

ERREXIT("select value");

//else if(ret > 0)

if(ret > 0)

{

/* get value */

ret = lseek(fd, 0, SEEK_SET);

if(ret < 0)

ERREXIT("lseek value");

ret = read(fd, buf, 2);

buf[1] = '\0';

printf("read ret = %d, value = %x\n", ret, buf[0]);

if(ret != 2)

ERREXIT("read value");

}