在 Linux 系统中操作 STM32MP1 的 GPIO 接口

只看该作者 · 2024-9-30 21:32

在 Linux 系统中操作 STM32MP1 的 GPIO 接口
在 Linux 系统中，可以通过文件系统接口访问 GPIO。通常，GPIO 设备在 /sys/class/gpio 目录下表示。

GPIO 操作步骤
导出 GPIO：

使用 echo 命令将 GPIO 引脚导出，以便在 /sys/class/gpio 中使用。
例如，导出 GPIO 22：
bash
复制代码
echo "22" > /sys/class/gpio/export
设置 GPIO 方向：

设置 GPIO 引脚为输入或输出。
例如，将 GPIO 22 设置为输出：
bash
复制代码
echo "out" > /sys/class/gpio/gpio22/direction
控制 GPIO 输出：

控制 GPIO 输出高或低电平。
例如，设置 GPIO 22 为高电平（点亮 LED）：
bash
复制代码
echo "1" > /sys/class/gpio/gpio22/value
设置 GPIO 22 为低电平（熄灭 LED）：
bash
复制代码
echo "0" > /sys/class/gpio/gpio22/value
读取 GPIO 输入：

对于输入引脚，可以读取其状态：
例如，读取 GPIO 23 的值：
bash
复制代码
cat /sys/class/gpio/gpio23/value
卸载 GPIO：

完成操作后，可以通过卸载 GPIO 来释放资源：
例如：
bash
复制代码
echo "22" > /sys/class/gpio/unexport

只看该作者 · 2024-9-30 21:33

编写 Shell 脚本或 C 程序
示例 1：Shell 脚本控制 LED
下面是一个简单的 Shell 脚本，控制 LED 的亮灭。

bash
复制代码
#!/bin/bash

# 导出 GPIO 22
echo "22" > /sys/class/gpio/export

# 设置为输出
echo "out" > /sys/class/gpio/gpio22/direction

# 控制 LED 亮灭
while true; do
echo "1" > /sys/class/gpio/gpio22/value # LED ON
sleep 1
echo "0" > /sys/class/gpio/gpio22/value # LED OFF
sleep 1
done

# 卸载 GPIO
echo "22" > /sys/class/gpio/unexport

只看该作者 · 2024-9-30 21:33

示例 2：C 程序响应按键输入
下面是一个简单的 C 程序，读取按键输入并控制 LED 灯。

c
复制代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

#define LED_GPIO "22"
#define BUTTON_GPIO "23"

void export_gpio(const char *gpio) {
FILE *fp = fopen("/sys/class/gpio/export", "w");
fprintf(fp, "%s", gpio);
fclose(fp);
}

void set_direction(const char *gpio, const char *direction) {
char path[35];
snprintf(path, sizeof(path), "/sys/class/gpio/gpio%s/direction", gpio);
FILE *fp = fopen(path, "w");
fprintf(fp, "%s", direction);
fclose(fp);
}

void set_value(const char *gpio, const char *value) {
char path[35];
snprintf(path, sizeof(path), "/sys/class/gpio/gpio%s/value", gpio);
FILE *fp = fopen(path, "w");
fprintf(fp, "%s", value);
fclose(fp);
}

int get_value(const char *gpio) {
char path[35];
char value[3];
snprintf(path, sizeof(path), "/sys/class/gpio/gpio%s/value", gpio);
FILE *fp = fopen(path, "r");
fgets(value, sizeof(value), fp);
fclose(fp);
return atoi(value);
}

int main() {
// 导出 GPIO
export_gpio(LED_GPIO);
export_gpio(BUTTON_GPIO);

// 设置 GPIO 方向
set_direction(LED_GPIO, "out");
set_direction(BUTTON_GPIO, "in");

while (1) {
      // 读取按钮状态
      if (get_value(BUTTON_GPIO) == 1) {
         set_value(LED_GPIO, "1"); // 点亮 LED
      } else {
         set_value(LED_GPIO, "0"); // 熄灭 LED
      }
      usleep(100000); // 100 ms
}

// 卸载 GPIO
set_value(LED_GPIO, "0"); // 熄灭 LED
export_gpio(LED_GPIO);
export_gpio(BUTTON_GPIO);

return 0;

只看该作者 · 2024-9-30 21:33

编译程序：

bash
复制代码
gcc -o gpio_control gpio_control.c
运行程序：

bash
复制代码
sudo ./gpio_control
请确保以超级用户权限运行程序，因为访问 /sys/class/gpio 目录需要权限。

只看该作者 · 2024-9-30 21:33

使用 Device Tree 进行 GPIO 配置
Device Tree 是一种数据结构，用于描述硬件设备和其配置。STM32MP1 使用 Device Tree 来配置 GPIO 接口。

基本方法
查看设备树文件：

设备树源文件（.dts 文件）通常位于 Linux 内核源码的 arch/arm/boot/dts/ 目录下。你可以查看 STM32MP1 的设备树文件，通常命名为 stm32mp157c-dk2.dts。

只看该作者 · 2024-9-30 21:33

修改设备树配置：

在设备树文件中，可以定义 GPIO 引脚的用途、状态等信息。例如：
dts
复制代码
gpio-keys {
compatible = "gpio-keys";
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pinctrl_gpio_keys>;

user_button {
      label = "User Button";
      gpios = <&gpio0 3 GPIO_ACTIVE_LOW>; // GPIO0_3
};
};

led {
compatible = "gpio-leds";
led1 {
      label = "LED1";
      gpios = <&gpio1 22 GPIO_ACTIVE_HIGH>; // GPIO1_22
};
};

只看该作者 · 2024-9-30 21:33

重新编译设备树：

修改后，需要重新编译设备树文件：
bash
复制代码
dtc -I dts -O dtb -o stm32mp157c-dk2.dtb stm32mp157c-dk2.dts
将新设备树文件部署到系统：

将编译好的设备树文件放到引导分区或根文件系统中。
重启系统：

重启 STM32MP1 以应用新的设备树配置。

只看该作者 · 2024-9-30 21:33

在 STM32MP1 上操作 GPIO 接口可以通过 Linux 文件系统进行简单的控制。通过编写 Shell 脚本或 C 程序，可以实现对 LED 灯的控制和响应按键输入。此外，使用 Device Tree 进行 GPIO 配置能够更方便地管理硬件设备，并适应系统变化。通过这些方法，您可以有效地控制 STM32MP1 上的外设，实现各种应用场景。

只看该作者 · 2024-10-2 20:46

对于输入引脚，可以读取其状态：例如，读取 GPIO 23 的值： bash