EasyARM i.mx28學習筆記——檔案IO方式操作GPIO

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0 前言    本文描述如果通過檔案IO sysfs方式控制EasyARM GPIO連接埠。通過sysfs方式控制GPIO，先訪問/sys/class/gpio目錄，向export檔案寫入GPIO編號，使得該GPIO的操作介面從核心空間暴露到使用者空間，GPIO的操作介面包括direction和value等，direction控制GPIO方向，而value可控制GPIO輸出或獲得GPIO輸入。    Linux學習可從應用出發，先不糾結Linux驅動編寫，先把Linux給玩起來。
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1 暴露GPIO操作介面

static int gpio_export(int pin){    char buffer[BUFFER_MAX];    int len;    int fd;    fd = open("/sys/class/gpio/export", O_WRONLY);    if (fd < 0) {        fprintf(stderr, "Failed to open export for writing!\n");        return(-1);    }    len = snprintf(buffer, BUFFER_MAX, "%d", pin);    if (write(fd, buffer, len) < 0) {        fprintf(stderr, "Fail to export gpio!");        return -1;    }       close(fd);    return 0;}

2 隱藏GPIO操作介面

static int gpio_unexport(int pin){    char buffer[BUFFER_MAX];    int len;    int fd;    fd = open("/sys/class/gpio/unexport", O_WRONLY);    if (fd < 0) {        fprintf(stderr, "Failed to open unexport for writing!\n");        return -1;    }    len = snprintf(buffer, BUFFER_MAX, "%d", pin);    if (write(fd, buffer, len) < 0) {        fprintf(stderr, "Fail to unexport gpio!");        return -1;    }       close(fd);    return 0;}

3 配置GPIO方向

static int gpio_direction(int pin, int dir){    static const char dir_str[] = "in\0out";    char path[DIRECTION_MAX];    int fd;    snprintf(path, DIRECTION_MAX, "/sys/class/gpio/gpio%d/direction", pin);    fd = open(path, O_WRONLY);    if (fd < 0) {        fprintf(stderr, "failed to open gpio direction for writing!\n");        return -1;    }    if (write(fd, &dir_str[dir == IN ? 0 : 3], dir == IN ? 2 : 3) < 0) {        fprintf(stderr, "failed to set direction!\n");        return -1;    }    close(fd);    return 0;}

    【簡單說明】    【1】dir_str[dir == IN ? 0 : 3], dir == IN ? 2 : 3 如果輸入為常數宏IN， 取dir_str[0]=“in”；若輸入常數宏為OUT，取dir_str[0]=“out”。此處巧妙的使用了在數組中的“\0”。
4 控制GPIO輸出

static int gpio_write(int pin, int value){    static const char values_str[] = "01";    char path[DIRECTION_MAX];    int fd;    snprintf(path, DIRECTION_MAX, "/sys/class/gpio/gpio%d/value", pin);    fd = open(path, O_WRONLY);    if (fd < 0) {        fprintf(stderr, "failed to open gpio value for writing!\n");        return -1;    }    if (write(fd, &values_str[value == LOW ? 0 : 1], 1) < 0) {        fprintf(stderr, "failed to write value!\n");        return -1;    }    close(fd);    return 0;}

5 獲得GPIO輸入

static int gpio_read(int pin){    char path[DIRECTION_MAX];    char value_str[3];    int fd;    snprintf(path, DIRECTION_MAX, "/sys/class/gpio/gpio%d/value", pin);    fd = open(path, O_RDONLY);    if (fd < 0) {        fprintf(stderr, "failed to open gpio value for reading!\n");        return -1;    }    if (read(fd, value_str, 3) < 0) {        fprintf(stderr, "failed to read value!\n");        return -1;    }    close(fd);    return (atoi(value_str));}

6 GPIO翻轉操作    【main函數】

int main(int argc, char *argv[]){    int i = 0;    gpio_export(P24);    gpio_direction(P24, OUT); // GPIO為輸出狀態    for (i = 0; i < 10; i++) {        printf("LED Blink\n");        gpio_write(P24, i % 2);        usleep(500 * 1000);    }    gpio_write(P24, 0); // 恢複輸出低電平    gpio_unexport(P24);    return 0;}

    【makefile】——此處的代碼tab顯示可能存在問題，請以代碼倉庫為主。

# 可執行檔TARGET=test# 源檔案SRCS=gpio-sysfs.c# 目標檔案OBJS=$(SRCS:.c=.o)# 指令編譯器和選項CROSS=arm-fsl-linux-gnueabi-CC=$(CROSS)gccSTRIP=$(CROSS)stripCFLAGS=-Wall -std=gnu99 -O2$(TARGET):$(OBJS) $(CC) -o [email protected] $^ $(STRIP) [email protected]clean: rm -rf $(TARGET) $(OBJS)# 連續動作，先清除再編譯連結，複製到tftpboot中install:clean $(TARGET) @echo 複製到tftpboot目錄 cp $(TARGET) ~/tftpboot @echo 複製結束# 編譯規則 [email protected]代表目標檔案 $< 代表第一個依賴檔案%.o:%.c $(CC) $(CFLAGS) -o [email protected] -c $<

        【交叉編譯並複製到tftp根目錄】    make    再把可執行檔test複製到tftp根目錄中，makefile的使用詳見【 Linux學習筆記——例說makefile 索引博文】
    【目標板中使用tftp獲得可執行檔】    為了方便操作，在目標板中建立一個名為run-test.sh的指令碼並修改執行許可權，tftp的使用方法詳見【EasyARM i.mx28學習筆記——安裝和使用tftp】

#!/bin/sh                                                                       tftp -g -r test 192.168.1.106                                                   chmod a+x test                                                                  echo "start to run test."                                                       ./test 

    【執行指令碼 運行test】    ./run-test.sh
圖1 最終效果7  總結【1】檔案IO方式操作GPIO，使用到了4個函數open close read write。【2】向export寫入具體的GPIO編號便可把控制介面從核心空間暴露到使用者空間。【3】使用檔案IO操作Linux外設的方法具有通用性，樹莓派同樣可以使用該方法。