Linux开发之GPIO.h文件使用指南-猿码集

1. 简介

GPIO（General Purpose Input Output）是Linux系统中用来控制外部设备的通用输入输出接口。在Linux系统中，GPIO接口的使用需要依赖相应的驱动程序和库文件。本文将介绍如何使用GPIO.h文件进行Linux开发。

2. 引用GPIO.h文件

首先，在你的Linux开发环境中，需要引用GPIO.h文件。在代码文件的开头，加上以下代码：


#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include "GPIO.h"

在上述代码中，我们引入了一些常用的头文件，如stdio.h、stdlib.h等。同时，我们还引入了GPIO.h文件，该文件定义了一些常用的GPIO操作函数。

3. 初始化GPIO

初始化GPIO是使用GPIO接口的第一步。我们需要设置相应的寄存器来配置GPIO的工作模式、输入/输出方向以及电平状态。


int fd;
void* gpiobase;
fd = open("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC);
if (fd == -1) {
    printf("ERROR: could not open \"/dev/mem\"...\n");
    return -1;
}
gpiobase = mmap(NULL, GPIO_LEN, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, GPIO_BASE);
if (gpiobase == MAP_FAILED) {
    printf("ERROR: mmap() failed...\n");
    return -1;
}
gpio = (volatile unsigned *)gpiobase;

上述代码中，我们打开了内存设备文件/dev/mem，然后通过调用mmap函数将GPIO地址空间映射到用户空间的gpiobase指针中，最后通过将gpiobase转换为volatile unsigned *类型的指针即可操作GPIO寄存器。

4. 设置GPIO引脚的输入/输出方向

设置GPIO引脚的输入/输出方向非常重要。


void set_gpio_direction(int pin, int direction) {
    if (direction == INPUT) {
        *(gpio + ((pin)/10)) &= ~(7<<(((pin)%10)*3));
    }
    else if (direction == OUTPUT) {
        *(gpio + ((pin)/10)) |=  (1<<(((pin)%10)*3));
    }
}

在上述代码中，我们定义了一个set_gpio_direction函数，该函数用来设置指定引脚的输入/输出方向。当direction为INPUT时，我们通过将寄存器对应的位清零来设置为输入模式；当direction为OUTPUT时，我们通过将寄存器对应的位设置为1来设置为输出模式。

4.1 设置GPIO引脚为输入模式

当我们需要将某个GPIO引脚设置为输入模式时，可以调用set_gpio_direction函数，并传入相应的引脚号和输入方向。


int pin = 4;
set_gpio_direction(pin, INPUT);

在上述代码中，我们将引脚号设置为4，并将其设置为输入模式。

4.2 设置GPIO引脚为输出模式

当我们需要将某个GPIO引脚设置为输出模式时，可以调用set_gpio_direction函数，并传入相应的引脚号和输出方向。


int pin = 5;
set_gpio_direction(pin, OUTPUT);

在上述代码中，我们将引脚号设置为5，并将其设置为输出模式。

5. 控制GPIO引脚的电平

在GPIO接口中，我们可以控制引脚的电平状态，即将引脚设置为高电平（1）或低电平（0）。


void set_gpio_value(int pin, int value) {
    if (value == LOW) {
        *(gpio + 7) = 1 << pin;
    }
    else if (value == HIGH) {
        *(gpio + 7) = 1 << pin;
    }
}

在上述代码中，我们定义了一个set_gpio_value函数，该函数用来设置指定引脚的电平状态。当value为LOW时，我们通过将寄存器对应的位清零来设置为低电平；当value为HIGH时，我们通过将寄存器对应的位设置为1来设置为高电平。

5.1 设置GPIO引脚为低电平

当我们需要将某个GPIO引脚设置为低电平时，可以调用set_gpio_value函数，并传入相应的引脚号和电平状态。


int pin = 6;
set_gpio_value(pin, LOW);

在上述代码中，我们将引脚号设置为6，并将其设置为低电平。

5.2 设置GPIO引脚为高电平

当我们需要将某个GPIO引脚设置为高电平时，可以调用set_gpio_value函数，并传入相应的引脚号和电平状态。


int pin = 7;
set_gpio_value(pin, HIGH);

在上述代码中，我们将引脚号设置为7，并将其设置为高电平。

6. 释放GPIO资源

在使用完GPIO接口后，我们需要将相关的资源进行释放。


munmap(gpiobase, GPIO_LEN);
close(fd);

在上述代码中，我们通过调用munmap函数释放了GPIO地址空间的映射，然后通过调用close函数关闭了/dev/mem设备文件。

7. 总结

本文主要介绍了如何使用GPIO.h文件进行Linux开发。首先，我们引用了GPIO.h文件，然后初始化GPIO，并设置GPIO引脚的输入/输出方向，最后控制GPIO引脚的电平状态。最后，我们释放了相关的GPIO资源。

GPIO接口在嵌入式系统的开发中具有重要的作用，掌握其使用方法对于嵌入式开发人员是至关重要的。希望本文能够对您理解GPIO.h文件的使用有所帮助。

Linux开发之GPIO.h文件使用指南