linux下对/sys/class/gpio中的gpio的控制

雨点打透心脏的1/2处 2022-12-15 03:51 210阅读 0赞

在嵌入式设备中对GPIO的操作是最基本的操作。一般的做法是写一个单独驱动程序，网上大多数的例子都是这样的。其实linux下面有一个通用的GPIO操作接口，那就是我要介绍的 **“/sys/class/gpio”** 方式。  
  
首先，看看系统中有没有“/sys/class/gpio”这个文件夹。如果没有请在编译内核的时候加入   Device Drivers  —>  GPIO Support  —>     /sys/class/gpio/… (sysfs interface)。  
  
/sys/class/gpio 的使用说明：  
  
01 gpio\_operation 通过/sys/文件接口操作IO端口 GPIO到文件系统的映射  
  
02 \* 控制GPIO的目录位于/sys/class/gpio  
  
03 \* /sys/class/gpio/export文件用于通知系统需要导出控制的GPIO引脚编号  
  
04 \* /sys/class/gpio/unexport 用于通知系统取消导出  
  
05 \* /sys/class/gpio/gpiochipX目录保存系统中GPIO寄存器的信息，包括每个寄存器控制引脚的起始编号        base，寄存器名称，引脚总数 导出一个引脚的操作步骤  
  
06 \* 首先计算此引脚编号，引脚编号 = 控制引脚的寄存器基数 + 控制引脚寄存器位数  
  
07 \* 向/sys/class/gpio/export写入此编号，比如12号引脚，在shell中可以通过以下命令实现，  
  
**echo 12 > /sys/class/gpio/export**  
  
  命令成功后生成/sys/class/gpio/gpio12目录，如果没有出现相应的目录，说明此引脚不可导出：  
  
08    
  
09 \* direction文件，定义输入输入方向，可以通过下面命令定义为输出  
  
10   **echo out > /sys/class/gpio/gpio12/direction**  
  
11 \* direction接受的参数：in, out, high, low。high/low同时设置方向为输出，  
  
    并将value设置为相应的1/0。  
  
12 \* value文件是端口的数值，为1或0.  
  
13   **echo 1 >/sys/class/gpio/gpio12/value**

编写控制程序

GPIO的配置文件在/sys/class/gpio目录下，控制程序可以分为四个步骤：

*  配置GPIO：在/sys/class/gpio目录下可以看到文件export，调用该文件以实现配置。该文件对所有GPIO编号，从0开始。GPIOn\_x的编号为32\*n+x，例如此处用的GPIO1\_6的编号为32\*1+6=38。在终端输入：\# echo "38" > /sys/class/gpio/export，在此回到目录/sys/class/gpio下，可以看到产生了一个新的目录./gpio38，里面包含了该IO口的输入输出设置等配置文件。注意：export文件只有root写权限，执行上述命令或者以后用C编写的可执行文件要以ROOT身份执行。
 *  设置GPIO的方向（输入输出）:在终端输入：\# echo "out" > /sys/class/gpio/gpio38/direction，即设置该GPIO为输出。
 *  设置GPIO的输出电平：在终端输入：\#echo "1" > /sys/class/gpio/gpio38/value，即设置GPIO输出高电平，输入echo "0" > /sys/class/gpio/gpio38/value设置GPIO输出低电平。
 *  关闭GPIO：在终端输入：\#echo "38" > /sys/class/gpio/unexport，即删除GPIO配置文件，可以看到目录gpio38已经被删除。  
      
    下面是C语言编写的GPIO控制例程，实现LED的每隔一秒闪烁一次。  
      
    \#include <stdio.h>  
    \#include <stdlib.h>  
    \#include <unistd.h>  
    \#include <string.h>  
    int main(void)  
    \{  
    FILE \*p=NULL;  
    int i=0;
 *  **p = fopen("/sys/class/gpio/export","w");  
    fprintf(p,"%d",38);  
    fclose(p);**
 *  **p = fopen("/sys/class/gpio/gpio38/direction","w");  
    fprintf(p,"out");  
    fclose(p);**
 *    
    for(i=0;i<100;i++)  
    \{  
    p = fopen("/sys/class/gpio/gpio38/value","w");  
    fprintf(p,"%d",1);  
    sleep(1);  
    fclose(p);  
    p = fopen("/sys/class/gpio/gpio38/value","w");  
    fprintf(p,"%d",0);  
    sleep(1);  
    fclose(p);  
    \}
 *    
    **p = fopen("/sys/class/gpio/unexport","w");  
    fprintf(p,"%d",38);  
    fclose(p);  
    return 0;**  
    \}
    
     
    
     
    
    下面实现按键输入的读取操作
    
    \#include <stdio.h>
    
    \#include <stdlib.h>  
    \#include <unistd.h>  
    \#include <string.h>  
      
      
    int main(void)  
    \{  
    FILE \*p=NULL;  
    char i\[100\]=\{0,\};  
      
    p = fopen("/sys/class/gpio/export","w");  
    fprintf(p,"%d",161);  
    fclose(p);  
    p = fopen("/sys/class/gpio/gpio161/direction","w");  
    fprintf(p,"in");  //配置成输入  
    fclose(p);  
      
    while(1)  
    \{  
    //以只读方式打开  
    p = fopen("/sys/class/gpio/gpio161/value","r");  
    //使文件读写定位到0位置  
    fseek(p , 0 , 0);  
    \#if 0  
    //将文件内容输出到存储器i中，注意要以字符串的方式，否则会出错  
    fscanf(p,"%s",i);  
    \#else  
    //从文件中读出数据到存储器i中  
    fread(i , 1, 1 ,p);  
    \#endif  
    //以字符的方式将读到的值打印出  
    printf("key = %c \\r\\n",i\[0\]);  
    sleep(1);  
    //注意这里必须要关闭，然后再次读时再重新打开，这样只面的内容才会更新  
    fclose(p);  
    \}  
    return 0;  
    \}
    
     
    
    /\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*/
    
    查看当前系统下已使用的GPIO：
    
    \# cat /sys/kernel/debug/gpio
    
     
    
    ## 用户态使用gpio监听中断       ##
    
    首先需要将该gpio配置为中断
    
    echo  "rising" > /sys/class/gpio/gpio12/edge       
    
    以下是伪代码
    
        int gpio_id;
        
        struct pollfd fds[1];
        
        
        
        gpio_fd = open("/sys/class/gpio/gpio12/value",O_RDONLY);
        
        if( gpio_fd == -1 )
        
           err_print("gpio open");
        
        fds[0].fd = gpio_fd;
        
        fds[0].events  = POLLPRI;
        
        ret = read(gpio_fd,buff,10);
        
        if( ret == -1 )
        
            err_print("read");
        
        while(1){
        
             ret = poll(fds,1,-1);
        
             if( ret == -1 )
        
                 err_print("poll");
        
               if( fds[0].revents & POLLPRI){
        
                   ret = lseek(gpio_fd,0,SEEK_SET);
        
                   if( ret == -1 )
        
                       err_print("lseek");
        
                   ret = read(gpio_fd,buff,10);
        
                   if( ret == -1 )
        
                       err_print("read");
        
                    /*此时表示已经监听到中断触发了，该干事了*/
        
                    ...............
        
            }
        
        }
    
    记住使用poll()函数，设置事件监听类型为POLLPRI和POLLERR在poll()返回后，使用lseek()移动到文件开头读取新的值或者关闭它再重新打开读取新值。必须这样做否则poll函数会总是返回。