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GPIO基本概念 GPIO，即General-Purpose Input/Output，指的是可以由軟件控制的通用輸入輸出引腳。每個(gè)GPIO引腳可以配置為輸入或輸出，用來(lái)讀取外部設(shè)備的狀態(tài)（如按鍵）或控制外設(shè)（如LED、馬達(dá)等） GPIO應(yīng)用領(lǐng)域 GPIO作為嵌入式設(shè)備中不可或缺的接口，在以下多個(gè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用： ● 智能家居：用于控制和監(jiān)測(cè)家電、燈光、窗簾、傳感器等智能設(shè)備，通過(guò)GPIO引腳讀取傳感器狀態(tài)或發(fā)送控制信號(hào)。 ● 工業(yè)自動(dòng)化：GPIO用于連接和控制工業(yè)機(jī)器、機(jī)器人、傳感器等設(shè)備，通過(guò)簡(jiǎn)單的開(kāi)關(guān)控制機(jī)制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流程。 ● 物聯(lián)網(wǎng)（IoT）：GPIO在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中廣泛應(yīng)用，用于與傳感器、執(zhí)行器（如繼電器）等設(shè)備通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制。 ● 汽車(chē)電子：在車(chē)載系統(tǒng)中，GPIO用于與各種車(chē)載傳感器和執(zhí)行器連接，提供控制信號(hào)，如車(chē)燈、門(mén)鎖、報(bào)警器等的控制。 ● 機(jī)器人技術(shù)：GPIO用于控制機(jī)器人中的電機(jī)、傳感器和其他外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的硬件控制和反饋處理。 
使用RK3588處理器上的GPIO接口 在RK3588平臺(tái)上，GPIO的使用非常靈活，既可以通過(guò)內(nèi)核提供的sysfs接口進(jìn)行控制，也可以通過(guò)debugfs進(jìn)行調(diào)試。下面我們將介紹如何通過(guò)這兩種方式來(lái)操作GPIO。 01 GPIO選擇
可以看到5號(hào)管腳的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)為UART9_RX_M0_BT，然后打開(kāi)pin腳復(fù)用手冊(cè)，根據(jù)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)進(jìn)行搜索，查找到的復(fù)用內(nèi)容如下所示：
可以看到GPIO引腳編號(hào)GPIO2_C4，我們將LED的正極連接到這GPIO，負(fù)極連接到GND。 02 使用sysfs接口控制GPIO GPIO軟件編程方式有多種，可以寫(xiě)驅(qū)動(dòng)程序調(diào)用GPIO函數(shù)操作GPIO，也可以直接通過(guò)操作寄存器的方式操作GPIO，還可以通過(guò)sysfs方式實(shí)現(xiàn)對(duì)GPIO的控制。 sysfs接口是Linux內(nèi)核提供的一種標(biāo)準(zhǔn)方式，允許用戶在用戶空間操作GPIO。通過(guò)簡(jiǎn)單的命令行操作，就可以控制GPIO引腳，點(diǎn)亮或熄滅LED。這里我們使用較為簡(jiǎn)單的用戶空間控制GPIO的方法，通過(guò)配置GPIO為輸出模式，向其寫(xiě)入高電平（1）或低電平（0）來(lái)控制LED的開(kāi)關(guān)。 ▸引腳號(hào)計(jì)算 引腳編號(hào)=控制寄存器的寄存器基數(shù)+控制引腳寄存器位數(shù)。 GPIO2_PC4 pin腳計(jì)算方法： bank = 2; //GPIO2_C4=> 2, bank ∈ [0,4]group = 2; //GPIO2_C4 => 2, group ∈ {(A=0), (B=1), (C=2), (D=3)}X = 4; //GPIO2_C4=>4, X ∈ [0,7]number = group * 8 + X = 2 * 8 + 4 =20;pin = bank*32 + number= 2 * 32 + 20 = 84; ▸ 導(dǎo)出GPIO引腳 echo 84 > /sys/class/gpio/export
▸ 配置GPIO為輸出模式 接下來(lái)，設(shè)置該GPIO引腳為輸出模式： echo "out" > /sys/class/gpio/gpio84/direction
▸ 控制LED開(kāi)關(guān) 通過(guò)向GPIO的value文件寫(xiě)入1或0來(lái)控制LED的狀態(tài)： 打開(kāi)LED： echo 1 > /sys/class/gpio/gpio84/value
關(guān)閉LED： echo 0 > /sys/class/gpio/gpio84/value
▸ 釋放GPIO引腳 使用完畢后，可以將GPIO從用戶空間移除： echo 84 > /sys/class/gpio/unexport
03 GPIO調(diào)試 在更高級(jí)的調(diào)試場(chǎng)景中，debugfs文件系統(tǒng)提供了對(duì)GPIO引腳狀態(tài)和復(fù)用情況的深入查看和調(diào)試能力。可以通過(guò)以下步驟獲取GPIO的詳細(xì)信息： ▸ 查看GPIO的輸入/輸出模式、上拉/下拉設(shè)置等電氣屬性 cat /sys/kernel/debug/pinctrl/pinctrl-rockchip-pinctrl/pinconf-pins | grep 84
▸ 查看每個(gè)引腳的功能模式、引腳復(fù)用選擇以及其他相關(guān)的配置信息 cat /sys/kernel/debug/pinctrl/pinctrl-rockchip-pinctrl/pinmux-pins | grep 84
通過(guò)這個(gè)文件，你可以確認(rèn)每個(gè)引腳的當(dāng)前復(fù)用配置，例如某個(gè)引腳可能被復(fù)用為UART、SPI等設(shè)備的控制引腳。如果想要重新配置為GPIO引腳，可以通過(guò)設(shè)備樹(shù)進(jìn)行調(diào)整。 |
