如何在Linux中进行GPIO设置

1. GPIO简介

GPIO（General Purpose Input/Output）是一种通用输入输出接口，它允许我们通过软件控制硬件的输入和输出。在Linux开发中，我们可以使用GPIO来控制各种外设，比如LED灯、电机、传感器等。

2. Linux中的GPIO接口

在Linux中，GPIO接口是通过/sys/class/gpio/目录下的文件来实现的。在这个目录下，每个GPIO都有一个对应的文件夹，以GPIO的编号命名。比如，GPIO4对应的文件夹就是gpio4。

GPIO接口主要包含以下几个文件：

2.1 export

export文件用于将一个GPIO引脚导出为用户空间可访问的GPIO接口。要将GPIO4导出，只需将编号4写入到export文件中：

echo 4 > /sys/class/gpio/export

导出成功后，系统会在/sys/class/gpio/目录下生成一个gpio4文件夹。

2.2 unexport

unexport文件用于取消导出一个GPIO引脚，使其不再可访问。

echo 4 > /sys/class/gpio/unexport

2.3 direction

direction文件用于设置GPIO接口的方向，可以设置为输入（in）或输出（out）。

echo in > /sys/class/gpio/gpio4/direction

echo out > /sys/class/gpio/gpio4/direction

2.4 value

value文件用于读写GPIO接口的电平值。对于输入方向的GPIO，可以通过读取value文件来获取输入的电平值；对于输出方向的GPIO，可以将电平值写入value文件来控制输出。

cat /sys/class/gpio/gpio4/value

echo 1 > /sys/class/gpio/gpio4/value

3. 编写GPIO控制程序

现在我们来编写一个简单的GPIO控制程序，通过该程序可以快速地控制GPIO接口的方向和电平值。

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#define GPIO_PIN 4
int main()
{
    int fd;
    char buf[10];
    // 导出GPIO引脚
    fd = open("/sys/class/gpio/export", O_WRONLY);
    if(fd < 0)
    {
        printf("Failed to export GPIO pin\n");
        return -1;
    }
    sprintf(buf, "%d", GPIO_PIN);
    write(fd, buf, sizeof(buf));
    close(fd);
    // 设置GPIO方向为输出
    sprintf(buf, "/sys/class/gpio/gpio%d/direction", GPIO_PIN);
    fd = open(buf, O_WRONLY);
    if(fd < 0)
    {
        printf("Failed to set GPIO direction\n");
        return -1;
    }
    write(fd, "out", sizeof("out"));
    close(fd);
    // 控制GPIO输出电平值
    sprintf(buf, "/sys/class/gpio/gpio%d/value", GPIO_PIN);
    fd = open(buf, O_WRONLY);
    if(fd < 0)
    {
        printf("Failed to set GPIO value\n");
        return -1;
    }
    // 循环控制GPIO输出
    while(1)
    {
        write(fd, "1", sizeof("1"));
        usleep(500000);
        write(fd, "0", sizeof("0"));
        usleep(500000);
    }
    close(fd);
    return 0;
}

上面的代码通过使用Linux系统调用函数来控制GPIO接口，先导出GPIO引脚，然后设置方向为输出，最后循环控制GPIO的输出电平。

编译并运行上面的程序，就可以看到GPIO接口的电平随着时间变化而改变。

4. 总结

本文介绍了如何在Linux中进行GPIO设置。通过/sys/class/gpio/目录下的文件，我们可以方便地控制GPIO接口的导出、取消导出、方向和电平。我们还给出了一个简单的GPIO控制程序，可以通过编译和运行该程序来快速验证GPIO接口的功能。

通过本文的介绍，希望读者对Linux中的GPIO有一个更深入的理解，能够灵活地运用GPIO接口来控制各种外设。