BeagleBone Black板第七课：GPIO编程控制
BBB板第七课：GPIO编程控制
在一上课我们通过IO函数做了简单的GPIO端口输出高低电平输出，实现对一个LED指示灯的点亮和关闭控制，本节将通过完整的C++程序，实现第四课Shell脚本的全部功能，实现两个LED指示灯的交替闪亮。
直接通过进入功能程序
1、实现echo 44 > export 打开端口功能
上一课简单测试中，通过手工在BBB板终端模式下打开gpio44端口可通过以下程序实现：
#include <stdio.h>
#define GPIO_DIR "/sys/class/gpio/" /*GPIO主目录*/
int main()
{
FILE *stream=NULL;
stream=fopen(GPIO_DIR"gpio44/direction","r+");
if (stream==NULL) /*如果打开文件失败则打开相应端口*/
{
stream=fopen(GPIO_DIR"export","w"); /*export打开只能选择w模式*/
fwrite("44",sizeof(int),2,stream);
fclose(stream);
stream=fopen(GPIO_DIR"gpio44/direction","r+"); /*重新打开文件*/
}
}
可以先编译和执行这一段代码，然后在gpio目录下查看gpio44 是不是已经打开了。
这里面关于“export”文件为什么只能用w模式，可以 ls –all列表下文件，就可以发现左侧的运行模式为-w-----,只有一个w可选，我原来没注意，用了r或r+等模式，老是没能打开gpio44端口，找了很久原因才发现是这个问题。
前车之鉴，希望大家不要走那么多弯路。
2、实现echo 44 > unexport 关闭端口功能
和打开端口操作一样，只是一个文件名不同而已，因为一个好的程序打开完相应端口，在结束的时候总是得关闭掉，也算是有始有终吧。直接上代码，其他就不多说，自己试
...
stream=fopen(GPIO_DIR"unexport","w"); /*unexport打开只能选择w模式*/
fwrite("44",sizeof(int),2,stream);
fclose(stream);
...
3、实现P8.12和P8.11两引脚隔一秒闪亮完整程序
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#define GPIO_DIR "/sys/class/gpio/"
main()
{
FILE *stream=NULL;
FILE *stream1=NULL;
int i=0;
stream=fopen(GPIO_DIR"gpio44/direction","r+");
if (stream==NULL) /*打开P8.12端口*/
{
stream=fopen(GPIO_DIR"export","w");
fwrite("44",sizeof(int),2,stream);
fclose(stream);
stream=fopen(GPIO_DIR"gpio44/direction","r+");
}
fwrite("out",sizeof(char),3,stream); /* P8.12端口为输出*/
fclose(stream);
stream1=fopen(GPIO_DIR"gpio45/direction","r+");
if (stream1==NULL) /*打开P8.11端口*/
{
stream1=fopen(GPIO_DIR"export","w");
fwrite("45",sizeof(int),2,stream1);
fclose(stream1);
stream1=fopen(GPIO_DIR"gpio45/direction","r+");
}
fwrite("out",sizeof(char),3,stream1); /* P8.11端口为输出*/
fclose(stream1);
for (i=0;i<10;i++) /*10次闪亮*/
{
stream=fopen(GPIO_DIR"gpio44/value","r+"); /* P8.12端口输出1*/
fwrite("1",sizeof(char),1,stream);
fclose(stream);
stream1=fopen(GPIO_DIR"gpio45/value","r+"); /* P8.11端口输出0*/
fwrite("0",sizeof(char),1,stream1);
fclose(stream1);
sleep(1);
stream=fopen(GPIO_DIR"gpio44/value","r+"); /* P8.12端口输出0*/
fwrite("0",sizeof(char),1,stream);
fclose(stream);
stream1=fopen(GPIO_DIR"gpio45/value","r+"); /* P8.11端口输出1*/
fwrite("1",sizeof(char),1,stream1);
fclose(stream1);
sleep(1);
}
stream=fopen(GPIO_DIR"gpio44/value","r+"); /* P8.12端口输出0*/
fwrite("0",sizeof(char),1,stream);
fclose(stream);
stream1=fopen(GPIO_DIR"gpio45/value","r+"); /* P8.11端口输出0*/
fwrite("0",sizeof(char),1,stream1);
fclose(stream1);
stream=fopen(GPIO_DIR"unexport","w"); /*关闭端口*/
fwrite("44",sizeof(int),2,stream);
fclose(stream);
stream1=fopen(GPIO_DIR"unexport","w");
fwrite("45",sizeof(int),2,stream1);
fclose(stream1);
}
写完这个程序，再想想第四课shell脚本，感觉shell 脚本几条命令就搞定了，C++这些
高级语言的好处根本感觉不到一样。
可能细心的人会发现程序中sizeof(int)和sizeof(char)，为什么不统一用，其实我也是随意用的，因为之前也提过，在32位系统的BBB板用这两个做为常数，暂时没发现有什么区别，都是计算为4个字节。以后真发现不同用处再说吧，这些函数我也是不熟悉用法，能把BBB板搞起来就行了。
4、在C程序中嵌入shell命令或shell脚本简化实现功能
有了编程比较，的确shell命令在一些场合非常实用和简洁，我也查了相关函数，通过system()函数就可以把shell命令嵌入到C语言中执行，这里只是做个示范，当了解和学习下。比如上面C程序中最后几行关闭相应GPIO端口的代码：
stream=fopen(GPIO_DIR"unexport","w");
fwrite("44",sizeof(int),2,stream);
fclose(stream);
stream1=fopen(GPIO_DIR"unexport","w");
fwrite("45",sizeof(int),2,stream1);
fclose(stream1);
就可通过以下两行代码实现：
system("echo 44 > /sys/class/gpio/unexport");
system("echo 45 > /sys/class/gpio/unexport");
由于要使用system()函数，所以得增加头文件：
#include <stdlib.h>
自己测试下，保证成功！
5、传递文件数据至字符数组
打开GPIO端口后，我们如何读取和使用value 和 direction 的值，我试了好几个读写函数，才最终实现传递到变量中，以备使用。如果使用fgetc()函数，只能读取一个字符，像value这个文件只有一个0或1的就可以，后来才确认使用fscanf()比较完整，不过传递的变量必须定义字符串数组，否则读direction就只能读出第一个字符。
fscanf(文件指针，读取格式，变量)，其中文件指针就是我们打开的文件，读取格式我这里取 %s 指输入数据为以空格字符为终止的字符串，变量就是定义的字符串数组名。
测试程序led4.cpp如下：（默认已经打开gpio44端口）
#include <stdio.h>
#define GPIO_DIR "/sys/class/gpio/"
int main()
{
FILE *stream=NULL;
FILE *stream1=NULL;
int i=0;
char a[10],b[10];
stream=fopen(GPIO_DIR"gpio44/value","r+");
fscanf(stream,"%s",a); /*读出数据传递到 a */
printf("value:%s \n",a); /*输出到屏幕 */
stream1=fopen(GPIO_DIR"gpio44/direction","r+");
fscanf(stream1,"%s",b); /*读出数据传递到 b */
printf("direction:%s \n",b); /*输出到屏幕 */
fclose(stream);
fclose(stream1);
return 0;
}
编译运行结果如下：
/home/binc #g++ -o led4 led4.cpp
/home/binc #./led4
Value：0
Direction：in