GPIO控制和命名规则-编程知识

GPIO控制和命名规则

Linux提供了GPIO子系统驱动框架，使用该驱动框架即可灵活地控制板子上的GPIO。

GPIO命名

泰山派开发板板载了一个40PIN 2.54间距的贴片排针，排针的引脚定义兼容经典40PIN接口。

在后续对GPIO进行操作前，我们需要先了解k3566的GPIO命名规则，此处以 GPIO0_B7 举例：

GPIO	0	B7
控制器（bank）	端口（port）	索引序号（pin）

控制器（bank）：rk3566有5个GPIO控制器分别是GPIO0-GPIO4，一个控制器下面包含ABCD个端口，每个端口下有包含0-7个索引序号，所以一个控制器可控制32个IO引脚。
端口（port）： A、B、C、D。对应着数字：0-3所以A=0、B=1、C=2、D=3
索引序号（pin）：固定为0-7共计8个数

代入 GPIO0_B7 ，该引脚的 ID 可以按照以下规则组成：

控制器 (bank) 为 0，表示第 0 组控制器。

端口（port）为 B，表示端口号为1。

索引序号（pin）为7。

根据计算公式：32 x 0 + 1 x 8 + 7 = 15，可以得到引脚ID为15。

sysfs操控GPIO

在Linux中，最常见的读写GPIO方式就是用GPIO sysfs interface，是通过操作 /sys/class/gpio 目录下的 export 、 unexport 、gpio{N}/direction, gpio{N} /value （用实际引脚号替代{N}）等文件实现的，经常出现shell脚本里面。在kernel 4.8开始，加入了libgpiod的支持；而原有基于sysfs的访问方式，将被逐渐放弃。

GPIO输出测试

使用杜邦线连接GPIO0_B7 引脚和核心板的P53引脚，看看能否使用下面的代码控制核心板的LED，实现亮灭效果。当然也可以接入逻辑分析仪，通过查看高低电平的变化。

#以下所有操作均需要打开管理者权限使用# 将引脚号 15 导出为 GPIO 引脚，使其可以被访问和控制。
echo 15 > /sys/class/gpio/export# 将引脚号 15 的方向设置为输出模式，即设置为输出引脚。
echo out > /sys/class/gpio/gpio15/direction# 将引脚号 15 的值设置为 1，即将引脚设置为高电平。
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio15/value# 将引脚号 15 的值设置为 0，即将引脚置设置为低电平。
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio15/value # 将引脚号 15 解除导出，即取消对引脚号 15 的 GPIO 控制权。
echo 15> /sys/class/gpio/unexport

GPIO输入测试

使用杜邦线连接GPIO0_B7 引脚和核心板的P32引脚（核心板上面的按钮外接了P32），然后对按键进行按下和弹起操作，并且通过下面的代码打印出来的值。

#以下所有操作均需要打开管理者权限使用# 将引脚号 15 导出为 GPIO 引脚，使其可以被访问和控制。
echo 15 > /sys/class/gpio/export# 将引脚号 15 的方向设置为输入模式，即设置为输入引脚。
echo in > /sys/class/gpio/gpio15/direction# 读引脚的值，结果为1或0，更具引脚实际电平决定。
cat /sys/class/gpio/gpio15/value # 将引脚号 15 解除导出，即取消对引脚号 15 的 GPIO 控制权。
echo 15> /sys/class/gpio/unexport

libgpiod操控GPIO

libgpiod是一种字符设备接口，GPIO访问控制是通过操作字符设备文件（比如 /dev/gpiodchip0 gpio控制器）实现的，并通过libgpiod提供一些命令工具、c库以及python封装。想要使用libgpiod，需要在板卡上安装libgpiod库。

#安装libgpiod库及头文件
sudo apt install  libgpiod-dev #安装gpiod 命令行工具
sudo apt install gpiod

常用的命令行如下，可使用 -h 查看命令相对应的使用说明（以GPIO0_B7为例）

命令	作用	使用举例	说明
gpiodetect	列出所有的GPIO控制器	gpiodetect(无参数)	列出所有的GPIO控制器
gpioinfo	列出gpio控制器的引脚情况	gpioinfo 0	列出第0组控制器引脚组情况
gpioset	设置gpio	gpioset 0 15=0	设置第0组控制器编号7引脚为低电平
gpioget	获取gpio引脚状态	gpioget 0 15	获取第0组控制器编号7的引脚状态
gpiomon	监控gpio的状态	gpiomon 0 15	监控第0组控制器编号7的引脚状态