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新唐NUC980使用记录：在用户应用中使用GPIO
目的
GPIO是最基础的外设，使用频率也非常高，这篇文章将简单体验在NUC980 Liunx用户应用中使用GPIO功能。
这篇文章中内容均在下面的开发板上进行测试：
《新唐NUC980使用记录：自制开发板（基于NUC980DK61YC）》开发板中提供了两组共四个直连到GPIO口上的轻触按钮和发光二极管，可以方便地进行GPIO功能测试：
这篇文章主要是在下面文章基础上进行的：
《新唐NUC980使用记录：访问以太网（LAN8720A） & 启用SSH》基础说明
默认情况下NUC980官方的内核是配置启用了sysfs文件系统GPIO支持的：
所以可以通过读写/sys/class/gpio/目录下指定GPIO口编号的文件来操作GPIO口。GPIO口编号换算如下：
PB13 = 32 x 1(PA) + 13 = 45
PF10 = 32 x 5(PA/PB/PC/PD/PE) + 10 = 170
PE10 = 32 x 4(PA/PB/PC/PD) + 10 = 138
PE12 = 32 x 4(PA/PB/PC/PD) + 12 = 140需要注意的是默认情况下PE10和PE12是被设置成USB相关功能的，需要修改内核进行调整：
在终端中操作
基于上面内容我们就可以直接在终端中操作GPIO口了：
# 导出以使用GPIO45 echo 45 > /sys/class/gpio/export # 导出后将在 /sys/class/gpio/ 目录下出现 gpio45 目录，读写其中的文件即可操作该GPIO口 # 将GPIO45设置为输出模式 echo out > /sys/class/gpio/gpio45/direction # 将GPIO45设置为输出高电平 echo 1 > /sys/class/gpio/gpio45/value # 将GPIO45设置为输出低电平 echo 0 > /sys/class/gpio/gpio45/value # ==================== # 导出以使用GPIO140 echo 140 > /sys/class/gpio/export # 将GPIO140设置为输入模式 echo in > /sys/class/gpio/gpio140/direction # 打印GPIO140端口电平 cat /sys/class/gpio/gpio140/value # ==================== # 取消使用GPIO45 echo 45 > /sys/class/gpio/unexport # 取消使用GPIO45 echo 140 > /sys/class/gpio/unexport- 1
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上面演示中按钮按下和松开时可以读取到不同的电平值。使用程序操作
除了在终端中使用，也可以通过程序进行操作：
cd ~/nuc980-sdk/ mkdir -p apps/gpio cd apps/gpio/ gedit main.c- 1
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在 main.c 文件中写入下面代码：
#include#include int main(void) { int i; system("echo 45 > /sys/class/gpio/export"); system("echo out > /sys/class/gpio/gpio45/direction"); for (i = 0; i < 8; i++) { system("echo 0 > /sys/class/gpio/gpio45/value"); sleep(1); system("echo 1 > /sys/class/gpio/gpio45/value"); sleep(1); } system("echo 45 > /sys/class/gpio/unexport"); return 0; } - 1
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编译生成程序并拷贝到开发板中：
export PATH=$PATH:/home/nx/nuc980-sdk/buildroot-2022.02.3/output/host/bin arm-linux-gcc main.c # 开发板启用了SSH的话可以使用SCP命令将程序通过网络拷贝到开发板中 scp a.out root@192.168.31.142:/root/- 1
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在开发板上运行程序：
/root/a.out- 1
上面代码也可以使用下面这种传统的文件操作方式：
#include#include #include #include #include #include #define OPEN_FILE(fd, file, flag) \ (fd) = open((file), (flag)); \ if ((fd) < 0) { printf("open %s failed!\n", (file)); return -1; } #define WRITE_FILE(fd, str) \ if(write((fd), (str), strlen(str)) != strlen(str)) \ { printf("write %s failed!\n", (str)); return -1; } int main(void) { int i, fd; if(access("/sys/class/gpio/gpio45/", F_OK)) { OPEN_FILE(fd, "/sys/class/gpio/export", O_WRONLY); WRITE_FILE(fd, "45"); close(fd); } OPEN_FILE(fd, "/sys/class/gpio/gpio45/direction", O_WRONLY); WRITE_FILE(fd, "out"); close(fd); OPEN_FILE(fd, "/sys/class/gpio/gpio45/value", O_RDWR); for (i = 0; i < 8; i++) { lseek(fd, 0, SEEK_SET); // 移动文件操作指针到文件开头 WRITE_FILE(fd, "0"); sleep(1); lseek(fd, 0, SEEK_SET); // 移动文件操作指针到文件开头 WRITE_FILE(fd, "1"); sleep(1); } close(fd); OPEN_FILE(fd, "/sys/class/gpio/unexport", O_WRONLY); WRITE_FILE(fd, "45"); close(fd); return 0; } - 1
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上面的C语言程序都是输出控制LED的，也可以用程序来读取按键输入电平：
#include#include #include #include #include #include #define OPEN_FILE(fd, file, flag) \ (fd) = open((file), (flag)); \ if ((fd) < 0) { printf("open %s failed!\n", (file)); return -1; } #define WRITE_FILE(fd, str) \ if(write((fd), (str), strlen(str)) != strlen(str)) \ { printf("write %s failed!\n", (str)); return -1; } #define READ_FILE(fd, bufptr, size) \ if (read((fd), bufptr, size) != size) \ { printf("read failed!\n"); return -1; } int main(void) { int i, fd; char value[2] = {0}; if(access("/sys/class/gpio/gpio140/", F_OK)) { OPEN_FILE(fd, "/sys/class/gpio/export", O_WRONLY); WRITE_FILE(fd, "140"); close(fd); } OPEN_FILE(fd, "/sys/class/gpio/gpio140/direction", O_WRONLY); WRITE_FILE(fd, "in"); close(fd); OPEN_FILE(fd, "/sys/class/gpio/gpio140/value", O_RDWR); for (i = 0; i < 8; i++) { lseek(fd, 0, SEEK_SET); // 移动文件操作指针到文件开头 READ_FILE(fd, value, 1); printf("value is %s\n", value); sleep(2); } close(fd); OPEN_FILE(fd, "/sys/class/gpio/unexport", O_WRONLY); WRITE_FILE(fd, "140"); close(fd); return 0; } - 1
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在程序运行过程中按下按钮可以看到输出的值改变。上面对于输入值获取操作属于轮询方式，也可以使用中断方式来获取（开发板上两个按键的引脚都是有外部中断功能的）：
#include#include #include #include #include #include #include #define OPEN_FILE(fd, file, flag) \ (fd) = open((file), (flag)); \ if ((fd) < 0) { printf("open %s failed!\n", (file)); return -1; } #define WRITE_FILE(fd, str) \ if(write((fd), (str), strlen(str)) != strlen(str)) \ { printf("write %s failed!\n", (str)); return -1; } #define READ_FILE(fd, bufptr, size) \ if (read((fd), bufptr, size) != size) \ { printf("read failed!\n"); return -1; } int main(void) { int i, fd, ret; char value[2] = {0}; struct pollfd fds[1]; nfds_t nfds = 1; if(access("/sys/class/gpio/gpio140/", F_OK)) { OPEN_FILE(fd, "/sys/class/gpio/export", O_WRONLY); WRITE_FILE(fd, "140"); close(fd); } OPEN_FILE(fd, "/sys/class/gpio/gpio140/direction", O_WRONLY); WRITE_FILE(fd, "in"); close(fd); OPEN_FILE(fd, "/sys/class/gpio/gpio140/edge", O_WRONLY); // edge文件用于设置外部中断触发方式 // none 无; rising 上升沿触发; falling 下降沿触发（实际测试有点问题）; both 双边触发 WRITE_FILE(fd, "rising"); // 使能下降沿中断 close(fd); OPEN_FILE(fd, "/sys/class/gpio/gpio140/value", O_RDWR | O_NONBLOCK); READ_FILE(fd, value, 1); // 先读取一次，以免触发第一次不期望的中断 fds[0].fd = fd; fds[0].events = POLLPRI; for (i = 0; i < 8; i++) { ret = poll(fds, nfds, 5000); // ret = poll(fds, nfds, -1); // timeout=-1 无限等待 if (ret > 0) { // 这里返回的fds[0].revents其实是 POLLERR | POLLPRI if (fds[0].revents & POLLPRI) { lseek(fd, 0, SEEK_SET); // 移动文件操作指针到文件开头 READ_FILE(fd, value, 1); printf("value is %s\n", value); } } else if (ret == 0) { printf("timeout!\n"); } else { printf("poll error!\n"); } } close(fd); OPEN_FILE(fd, "/sys/class/gpio/unexport", O_WRONLY); WRITE_FILE(fd, "140"); close(fd); return 0; } - 1
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总结
GPIO是最基础的外设，使用频率非常高，同时在用户应用中使用GPIO也是比较简单的，基础的使用参考上面这些内容就差不多了。
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- 原文地址：https://blog.csdn.net/Naisu_kun/article/details/126055923
