聯發科Linkit 7688 （二）GPIO基本操作與C語言編程__編程

Linkit 系列博文：

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聯發科Linkit 7688 （二）GPIO基本操作與C語言編程

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GPIO ( General Purpose Input Output ) 全名為通用輸入輸出，是CPU的一種管腳，即可以做輸入、也可以做輸出， 常用於將開關、按鍵、LED、感應器等接到CPU。

Linkit 7688 有40多個GPIO管腳， 分別編號為：gpio1, gpio2, ... gpioxx

一、GPIO 基礎

   GPIO 管腳支援最高 4 mA 電流， 啟用時電壓為3.3V.   管腳有兩個狀態：HIGH 或 LOW,  HIGH就是高電壓(3.3V), LOW是低電壓(0 V)

   根據串連電路的不同，串連GPIO管腳的裝置有兩種啟用方式: 

Active high:   當 GPIO  為 HIGH時，裝置被啟用 Active low:  當 GPIO為  LOW時，裝置被啟用      下圖顯示 LED 和 按鈕 分別以 Active High 和 Active Low 兩種方式 接入GPIO的電路圖   
二、GPIO的軟體控制
        在Linux中， GPIO 表達為一個裝置檔案， 對GPIO的操作採用檔案讀寫方式即可完成。      在 目錄  /sys/class/gpio/ 下 存放著 GPIO 的裝置檔案。          查看一個7688的gpio這個目錄   

          ls /sys/class/gpio

     返回結果：

         export      gpiochip0   gpiochip127 gpiochip32  gpiochip64   unexport

     其中： export 和 unexport 是兩個檔案， 其它是目錄。

     要操作某一個GPIO,  首先要將GPIO 管腳編號首先寫入 export 檔案中      輸入命令列：　echo  44  > /sys/class/gpio/export      然後 查看gpio目錄    ls /sys/class/gpio      結果是:     

        export       gpiochip0   gpiochip32   unexport

        gpio44      gpiochip127 gpiochip64

     可以看到，該目錄下多了一個名為 gpio44的目錄。 進入這個目錄即可對GPIO44口進行操作。

      查看一下gpio44目錄：   ls  /sys/class/gpio/gpio44

      結果有幾個檔案：

          active_low device      direction   edge       subsystem   uevent      value

       其中：   

            direction 檔案是GPIO的輸入輸出方向，寫入文本"out" 到該檔案，則 GPIO口被置為輸出狀態。寫入"in" 到該檔案，則 GPIO口被置為輸入狀態。 

            value 檔案是GPIO的目前狀態值，為1或0 (即 HIGH 或 LOW).   寫入文本"1" 到該檔案，則 GPIO置為HIGH(高電壓), 寫入文本"0" 到該檔案，則 GPIO置為LOW(低電壓)

       以命令列操作一下, 將gpio44的direction設成 "out", 值設為 "0"

             echo  out > /sys/class/gpio/gpio44/direction

             echo  0  > /sys/class/gpio/gpio44/value

       則此時， 開發板上的WIFI燈亮起。  （開發板的WIFI燈串連了 gpio44, 由於WIFI燈的接入方式是Active Low，故寫入 “0“ 燈亮）

       寫入 “1“ ， 則開發板上的WIFI燈滅了，命令如下：

              echo  1  > /sys/class/gpio/gpio44/value   

       操作完成後，可以將GPIO 管腳編號寫入 unexport 檔案中

            echo  44  > /sys/class/gpio/unexport

       則目錄 /sys/class/gpio/gpio44 將消失， 不能操作GPIO 44腳了

        上述過程是適用於所有 Linux 版本的通用處理方式，不僅是OpenWrt專屬的。

       

三、C語言編程操作GPIO

       明白上述過程後，也就明白了：C語言編程操作GPIO其實就是讀寫檔案。

       比如： 將 gpio44 置為HIGH

              int fp =open("/sys/class/gpio/gpio44/value", O_WRONLY);

                write(fp, "1",  2 );

                close(fp);

       一般來說，對裝置檔案的操作使用  open(), close(),   而不使用 fopen(), fclose().   前者是作業系統函數、無緩衝的，後者是標準C函數、有緩衝的。

  

　　為方便使用，我寫了一個gpio模組，包含兩個檔案   gpio.c,  gpio.h,  有幾個GPIO的常用操作函數。 比如：

/**

 * Export specified GPIO pin

 * @param pin_number specified the pin

 * @return 1 if success.

 *  return negative integer error code if fail.

 */

int gpio_export(int pin_number) ；

/**

 * Write specified GPIO pin

 * @param pin_number specified the pin

 * @param value

 * @return 1 if success.

 *  return negative integer error code if fail.

 */

int  gpio_write(int pin_number,int value);

/**

 * set direction of specified GPIO pin

 * @param pin_number specified the pin

 * @param direction could be GPIO_IN or GPIO_OUT, GPIO_OUT_HIGH, GPIO_OUT_LOW

 * @return 1 if success.

 *  return negative integer error code if fail.

 */

int  gpio_set_direction(int pin_number,int direction);

...

具體看 gpio.h 標頭檔 和 example吧

常式：

#include "gpio.h"

int main() {

    gpio_export(44);    //export gpio44

   gpio_set_direction(44, GPIO_OUTPUT);  //設 gpio44 為 輸出狀態

   gpio_write(44, GPIO_LOW);    //設 gpio44 值為 LOW,   在7688板上則WIFI燈亮起

}

gpio模組和常式在我的下載中分享 ：GPIO庫       

對於CPU直接引出的 GPIO管腳 ， 上述操作就可以了。

但是，在Linkit 7688 DUO開發板， 板上引出的GPIO引腳都是由一片 ATmega32U4 晶片提供的，這片晶片提供Arduino的開發介面。

因此，要操作 Linkit 7688 DUO開發板的GPIO口，需要安裝 Arduino IDE, 並用Arduino編程ATmega32U4 控制GPIO口，

Linkit 7688主晶片通過串口控制ATmega32U4 。(具體見後續博文)