MX6LL|GPIO子系统实战

一.什么是GPIO子系统

GPIO（General Purpose Input/Output）子系统是嵌入式系统中的一个重要组件。它是操作系统内核提供的一个软件接口，用于控制和管理硬件上的通用输入输出引脚。

GPIO子系统允许开发人员通过软件控制和配置硬件的输入和输出引脚。每个GPIO引脚可以用作输入或输出，可以用于读取外部设备的输入信号（例如按钮、传感器等）或控制外部设备的输出信号（例如LED、继电器等）。

不同的操作系统和开发环境可能会提供不同的GPIO子系统接口和函数库。例如，在Linux系统中，可以使用sysfs文件系统或GPIO字符设备接口来访问和控制GPIO引脚。而在嵌入式开发中，可能需要使用特定的硬件抽象层（HAL）或驱动程序来操作GPIO引脚。
通过GPIO子系统，开发人员可以在嵌入式系统中灵活地使用和控制硬件上的通用输入输出引脚，实现各种应用和功能。

GPIO子系统是指用于在嵌入式系统中控制通用输入输出（General Purpose Input/Output）的一个子系统。GPIO是一种通用的硬件接口，可以将数字信号输入或输出到嵌入式系统的外部设备。

GPIO子系统的主要功能包括以下几个方面：

1. 管理GPIO引脚：GPIO子系统可以对系统中的GPIO引脚进行管理。通过配置和控制GPIO引脚的工作模式（输入/输出）、电平状态以及其他特性，可以控制和监测连接到这些引脚上的外部设备。

2. 读取输入信号：GPIO子系统可以读取外部设备发送到GPIO引脚的数字信号。通过对输入信号的读取，可以接收来自外部设备的数据，如按键的按下、传感器的测量值等。

3. 输出信号控制：GPIO子系统可以将数字信号输出到系统的GPIO引脚，用于控制外部设备的状态。通过控制输出信号的高低电平，可以打开或关闭开关、激活或禁用电路等。

4. 中断处理：GPIO子系统可以支持中断机制，以便在外部设备产生变化时及时响应。通过配置GPIO引脚上的中断，可以在某个事件发生时触发中断，并执行相应的处理程序。

GPIO子系统在嵌入式系统中广泛应用，它提供了一种灵活可编程的方式，使开发者能够与外部设备进行数据交互和控制，扩展系统的功能和应用场景。

注意事项

在使用GPIO子系统时，有一些注意点需要考虑：

1. 引脚电平及电流限制：在配置和使用GPIO引脚时，要确保引脚的电平和电流不超过其规格限制。超过规格限制可能会导致引脚损坏或其他不可预料的问题。

2. 引脚工作模式选择：根据实际需求选择正确的引脚工作模式，即输入模式或输出模式。使用错误的工作模式可能会导致数据读取错误或输出信号无效。

3. 引脚状态初始化：在使用GPIO引脚之前，应该正确初始化引脚的初始状态，确保其处于所需的状态，避免不必要的干扰或误操作。

4. 中断处理：如果使用GPIO中断功能，要确保正确配置和处理中断。中断触发的时机和处理程序的执行需要谨慎考虑，以确保系统的正常运行和响应性能。

5. 输入信号稳定性和抗干扰：对于读取外部设备发送的输入信号，应注意信号的稳定性和抗干扰能力。可能需要对输入信号进行滤波或其他处理，以确保准确读取有效的数据。

6. 输出信号电平和驱动能力：对于输出信号，要确保电平的正确性和适当的驱动能力。如果需要驱动高电流负载或较远距离的设备，可能需要考虑使用适当的驱动器或放大器。

7. 并发和同步：如果在多个线程或进程中同时使用GPIO子系统，要注意并发和同步的问题。确保正确的访问和使用GPIO资源，避免竞争条件和数据一致性问题。

以上是一些使用GPIO子系统时需要注意的事项，根据具体的嵌入式系统和应用场景，可能还有其他特定的注意事项需要考虑。

二.demo

beep.c

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int beep_init(void)
{
    //1.产生19引脚文件
    int fd;
    fd = open("/sys/class/gpio/export", O_WRONLY);
    if (fd < 0)
        return 1;
    write(fd, BEEP_CPIO_INDX, strlen(BEEP_CPIO_INDX));
    close(fd);

    //2.设置为输出模式
    char buf[128]={0};
    sprintf(buf,"/sys/class/gpio/gpio%s/direction", BEEP_CPIO_INDX);
    fd = open(buf, O_WRONLY);
    if (fd < 0)
        return 2;
    write(fd, "out", strlen("out"));
    close(fd);
    return 0;
}

int beep_deinit(void)
{
    int fd;
    fd = open("/sys/class/gpio/unexport", O_WRONLY);
    if (fd < 0)
        return 1;
    write(fd, BEEP_CPIO_INDX, strlen(BEEP_CPIO_INDX));
    close(fd);
    return 0;
}

int beep_on(void)
{
    int fd;
    char buf[128]={0};
    sprintf(buf,"/sys/class/gpio/gpio%s/value", BEEP_CPIO_INDX);
    fd = open(buf, O_WRONLY);
    if (fd < 0)
        return 1;
    write(fd, "1", 1);
    close(fd);
    return 0;
}

int beep_off(void)
{
    int fd;
    char buf[128]={0};
    sprintf(buf,"/sys/class/gpio/gpio%s/value", BEEP_CPIO_INDX);
    fd = open(buf, O_WRONLY);
    if (fd < 0)
        return 1;
    write(fd, "0", 1);
    close(fd);
    return 0;
}

main.c

#include 
#include 
#include 

int main(int argc, char const *argv[])
{
 
    char buf[10] = {0};
    int res;
    printf("This is the beep demo\n");
    res = beep_init();
    if (res)
    {
        printf("beet init error,code = %d\n", res);
        return 0;
    }

    while (1)
    {
        printf("Please input the value :0--off 1--on q--exir\n");
        scanf("%10s", buf);
        switch (buf[0])
        {
        case '0':
            beep_off();
            break;
        case '1':
            beep_on();
            break;
        case 'q':
            beep_deinit();
            break;
        default:
            break;
        }
    }

    return 0;
}

include.h

#ifndef _BSP_BEEP_H
#define _BSP_BEEP_H
#include 
//DPIO引脚号
//imx6ll计算方式,GPIOn_IOx
//(n-1)*32+x

#define BEEP_CPIO_INDX "19"
extern int beep_init(void);
extern int beep_deinit(void);
extern int beep_on(void);
extern int beep_off(void);


#endif

Makefile

ARCH ?= x86

ifneq ($(ARCH),x86)
        CC=gcc
else
        CC=arm-linux-gnueabihf-gcc
endif



#TARGET 目标生成文件
TARGET=beep


#生成目录
BUILD_DIR=build

#存放.c的目录
SRC_DIR=beepc


#存放所有的.c文件,包含路径
SOURCES=$(foreach dir,$(SRC_DIR),$(wildcard $(dir)/*.c))


#存放所有的.o文件
OBJS=$(patsubst %.c,$(BUILD_DIR)/%.o,$(notdir $(SOURCES)))


#定义额外的搜索路径
VPATH=$(SRC_DIR)

$(BUILD_DIR)/$(TARGET):$(OBJS)
        $(CC) $^ -o $@

$(BUILD_DIR)/%.o:%.c | create_build
        $(CC) -c $< -o $@


.PHONY:clear earth create_build

clear:
        rm -rf $(BUILD_DIR)

earth:
        . /etc/profile

create_build:
        mkdir -p $(BUILD_DIR)