如何在Linux中使用GPIO控制电子设备—

1. 准备工作

在Linux中使用GPIO控制电子设备之前，我们需要进行一些准备工作。首先，确保你的Linux系统已经安装好相关的软件和驱动程序，以便支持GPIO的操作。另外，你还需要连接好要控制的电子设备到GPIO引脚上。

1.1 硬件准备

在使用GPIO控制电子设备之前，我们需要连接电子设备到树莓派的GPIO引脚上。通过连接电子设备到GPIO引脚，我们可以使用GPIO来控制电子设备的输入和输出。

1.2 软件准备

在Linux系统中，GPIO的控制是通过文件系统来实现的。因此，在使用GPIO之前，我们需要确保Linux系统已经加载了GPIO相关的模块。你可以通过以下命令来加载GPIO模块：

sudo modprobe gpio

如果你的系统没有加载GPIO相关的模块，可以参考相关文档或搜索引擎来查找加载模块的方法。

2. GPIO的基本概念

在开始使用GPIO控制电子设备之前，我们需要了解一些GPIO的基本概念。

2.1 GPIO引脚编号

GPIO引脚是通过编号来进行识别和控制的。不同的Linux系统可能对GPIO引脚进行了不同的编号，你需要查看你所使用的Linux系统的文档或者搜索引擎来了解GPIO引脚的编号。

2.2 GPIO的输入和输出

GPIO既可以作为输入，也可以作为输出。当GPIO作为输入时，它可以读取电子设备的状态；当GPIO作为输出时，它可以控制电子设备的状态。

3. 使用GPIO控制电子设备

了解了GPIO的基本概念之后，我们可以开始使用GPIO来控制电子设备了。

3.1 设置GPIO为输出模式

在使用GPIO控制电子设备之前，我们需要将GPIO设置为输出模式。通过设置GPIO为输出模式，我们可以向电子设备发送控制信号。

int gpio_export(unsigned int gpio, bool direction);

该函数用于将指定的GPIO引脚导出，并设置为输出模式。其中，gpio为GPIO引脚的编号，direction为指定的模式。

重要提示：在设置GPIO为输出模式之前，需要确保GPIO引脚已经被导出。如果GPIO引脚未被导出，在导出之前无法设置其输出模式。

3.2 设置GPIO的输出状态

在将GPIO设置为输出模式之后，我们可以通过设置GPIO的输出状态来控制电子设备的开关状态。

int gpio_set_value(unsigned int gpio, bool value);

该函数用于设置指定GPIO引脚的输出状态。其中，gpio为GPIO引脚的编号，value为输出状态的值。

重要提示：在设置GPIO的输出状态之前，需要确保GPIO引脚已经被导出，并且已经设置为输出模式。

3.3 设置GPIO为输入模式

在使用GPIO控制电子设备之前，我们还可以将GPIO设置为输入模式。通过设置GPIO为输入模式，我们可以读取电子设备的状态。

int gpio_direction_input(unsigned int gpio);

该函数用于将指定的GPIO引脚设置为输入模式。其中，gpio为GPIO引脚的编号。

3.4 读取GPIO的输入状态

在将GPIO设置为输入模式之后，我们可以通过读取GPIO的输入状态来获取电子设备的当前状态。

int gpio_get_value(unsigned int gpio);

该函数用于读取指定GPIO引脚的输入状态，并返回当前状态的值。

4. 示例代码

4.1 控制LED灯

下面是一个简单的示例代码，用于控制一个连接在GPIO引脚上的LED灯。当GPIO的输出状态为高时，LED灯亮起；当GPIO的输出状态为低时，LED灯熄灭。


#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#define GPIO_LED 18
int main()
{
    int fd;
    
    // 导出GPIO引脚
    fd = open("/sys/class/gpio/export", O_WRONLY);
    write(fd, "18", 2);
    close(fd);
    
    // 设置GPIO为输出模式
    fd = open("/sys/class/gpio/gpio18/direction", O_WRONLY);
    write(fd, "out", 3);
    close(fd);
    
    while(true)
    {
        // 设置GPIO的输出状态为高
        fd = open("/sys/class/gpio/gpio18/value", O_WRONLY);
        write(fd, "1", 1);
        close(fd);
        
        sleep(1);
        
        // 设置GPIO的输出状态为低
        fd = open("/sys/class/gpio/gpio18/value", O_WRONLY);
        write(fd, "0", 1);
        close(fd);
        
        sleep(1);
    }
    
    return 0;
}

在这个示例代码中，我们使用了sysfs文件系统来操作GPIO。首先，我们将GPIO引脚导出，并设置为输出模式。然后，在一个无限循环中，我们通过设置GPIO的输出状态来控制LED灯的开关状态。

4.2 读取按钮状态

下面是另一个示例代码，用于读取一个连接在GPIO引脚上的按钮的状态，并输出按钮的按下和释放事件。


#include <stdio.h>
#include <stdbool.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#define GPIO_BUTTON 17
int main()
{
    int fd;
    
    // 导出GPIO引脚
    fd = open("/sys/class/gpio/export", O_WRONLY);
    write(fd, "17", 2);
    close(fd);
    
    // 设置GPIO为输入模式
    fd = open("/sys/class/gpio/gpio17/direction", O_WRONLY);
    write(fd, "in", 2);
    close(fd);
    
    while(true)
    {
        // 读取GPIO的输入状态
        fd = open("/sys/class/gpio/gpio17/value", O_RDONLY);
        char value;
        read(fd, &value, 1);
        close(fd);
        
        if(value == '0')
        {
            printf("Button is pressed\n");
        }
        else if(value == '1')
        {
            printf("Button is released\n");
        }
        
        sleep(1);
    }
    
    return 0;
}

在这个示例代码中，我们同样使用了sysfs文件系统来操作GPIO。首先，我们将GPIO引脚导出，并设置为输入模式。然后，在一个无限循环中，我们不断读取GPIO的输入状态，并输出按钮的按下和释放事件。

如何在Linux中使用GPIO控制电子设备——从入门到精通