1. GPIO簡介

1.1 硬件接線原理圖

注意：雖然GPIO可以熱插拔，但在沒給底板加裝外殼保護的情況下，很容易觸碰到底板上的器件，甚至板卡附近有金屬零件很容易造成板卡短路。因此也建議在插拔外設時，最好確保電源已經完全切斷。

GPIO的輸入/輸出電壓為3.3V，注意電平匹配，否則會損壞芯片引腳或接入設備。

1.2 GPIO硬件資源分布介紹

gpiod庫：需要使用上表的【Chip對象名】和【Line偏移量】。

sysfs訪問方式：需要使用上表的【GPIO系統節點路徑】。

1.3 gpiod 簡介

在Linux 4.8開始，加入了libgpiod的支持，而原有基于sysfs的訪問方式，將被逐步放棄。因此本文對應的demo主要采用了gpiod方式控制GPIO。gpiod庫通過操作chip對象以及line對象，來達到控制GPIO引腳輸出電平，或者讀取GPIO引腳電平的目的。

Chip對象名：在調用gpiod_chip_open_by_name獲取chip對象時，作為傳入參數使用。

Line偏移量：在調用gpiod_chip_get_line獲取line對象時，作為傳入參數使用。

以GPIO1_C4為例，【引腳名稱】【Chip對象名】【Line偏移量】三者之間的關系如下方公式所示。

1.4 sysfs訪問方式簡介

sysfs控制gpio的方式主要基于內核提供的gpio控制接口文件。也就是通過讀寫/sys/class/gpio目錄下的文件來控制對應的gpio接口。

pin腳編號：sysfs訪問方式均以pin腳編號作為操作依據。

GPIO系統節點路徑：具體的GPIO引腳所對應的節點路徑。

【引腳名稱】【GPIO系統節點路徑】兩者之間的關系如下方公式所示。

引腳的導出申請：某一引腳在使用前，需要手動向gpio管理器申請導出該引腳資源。

echo 52 > /sys/class/gpio/export       ## gpio_request         申請導出相應的gpio

設置該引腳的工作模式：輸入或者輸出。

echo in > /sys/class/gpio/gpio52/direction        ## gpio_direction_output 設置相應gpio為輸入方向
## 或者
echo out > /sys/class/gpio/gpio52/direction      ## gpio_direction_output 設置相應gpio為輸出方向

根據引腳的工作模式，做相應的控制：寫入電平或讀取電平。

cat /sys/class/gpio/gpio52/value                        ## gpio_get_value       獲取gpio當前狀態值
## 或者
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio52/value               ## gpio_set_value       設置輸出低電平
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio52/value               ## gpio_set_value       設置輸出高電平

引腳的釋放申請：引腳使用完畢后，需要手動向gpio管理器申請釋放該引腳資源。

echo 52 > /sys/class/gpio/unexport   ## gpio_free              釋放申請的gpio

2. 快速上手

2.1 例程源碼下載

到【百度網盤】上下載相關的單例程序：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1RXHMGpmGSEfFy0rb1VkXSg?pwd=1234

提取碼: 1234

比如在windows環境中，就把單例程序下載到：此電腦D:BaiduNetdisk (無規定，用戶可自主選擇)，如下圖所示。

然后把例程【復制粘貼】到nfs掛載目錄中。（不清楚目錄如何構建的，可以參考《入門指南/開發環境準備/nfs服務搭建與掛載》）

2.2 例程編譯&運行

通過adb shell進入開發板環境(不清楚如何通過adb進行調試，可以參考《入門指南/開發板調試方式介紹/adb調試》)，執行下方命令定位到demo目錄，并且執行編譯操作。

cd /home/orin-nano/Desktop/nfs/09_GPIO/
./build.sh

編譯成功后，相關的demo會生成在Release目錄下。

執行下方命令以運行demo，如下所示。

sudo ./Release/test-gpio

執行效果如下所示。

3. C語言使用案例

GPIO的C語言使用案例，代碼地址為09_GPIO/test-gpio/main.c，供用戶編碼參考。以下代碼展示了對GPIO操作流程：

#define ARRAY_SIZE(x) (sizeof(x) / sizeof((x)[0]))
static const GPIOCfg_t gpioCfg_tab[] = {
	{
		.pinName   = "GPIO0_A0",
		.direction = DIR_OUTPUT,
		.val       = 0,
	}, {
		.pinName   = "GPIO0_A5",
		.direction = DIR_INPUT,
		.val       = 0,
	}, {
		.pinName   = "GPIO1_C4",
		.direction = DIR_OUTPUT,
		.val       = 0,
	}, {
		.pinName   = "GPIO1_C5",
		.direction = DIR_INPUT,
		.val       = 0,
	}
};

int main(int argc, char **argv)
{
    gpio_init(gpioCfg_tab, ARRAY_SIZE(gpioCfg_tab));
    
    pin_out_val("GPIO0_A0", 0);
    pin_out_val("GPIO1_C4", 0);
    
    int val = read_pin_val("GPIO0_A5");
    printf("GPIO0_A5 val : %dn", val);
    val = read_pin_val("GPIO1_C5");
    printf("GPIO1_C5 val : %dn", val);
    
	return 0;
}

其中gpio_init()，pin_out_val()，read_pin_val()是基于libgpiod的易用化封裝。具體實現于09_GPIO/commonApi/gpio.c

若用戶需要如demo一樣地引用libgpiod，需要注意以下兩點。

* 需要包含頭文件：#include 。

* 編譯時，需要加上-lgpiod作為編譯參數。

審核編輯 黃宇