小白也能玩轉(zhuǎn) i.MX6 平臺(tái)的 GPIO 應(yīng)用筆記
▋引言 ：本文主要以FETMX6x-C平臺(tái)，Linux3.0.35內(nèi)核為基礎(chǔ)，其他平臺(tái)也可以參考，不同平臺(tái)之間會(huì)存在差異，需自行修改適應(yīng)自己的使用。
GPIO的通用操作
1.1 普通GPIO的使用
在嵌入式系統(tǒng)中對(duì)GPIO的操作是最基本的操作。在Linux中有一個(gè)通用的GPIO操作接口。在開發(fā)板文件系統(tǒng)中會(huì)有一個(gè)控制GPIO的目錄：/sys/class/gpio；linux-3.0.35內(nèi)核中Documention文件夾下邊有g(shù)pio.txt文檔可以參考。
root@freescale/sys/class/gpio$ ls
export gpiochip0 gpiochip160 gpiochip32 gpiochip96 gpiochip128 gpiochip192 gpiochip64 unexport
|
名稱 |
描述 |
|
export |
導(dǎo)出GPIO操作接口 |
|
unexport |
撤銷GPIO操作接口的導(dǎo)出 |
|
gpiochip0 |
GPIO1組 |
|
gpiochip32 |
GPIO2組 |
|
gpiochip64 |
GPIO3組 |
|
gpiochip96 |
GPIO4組 |
|
gpiochip128 |
GPIO5組 |
|
gpiochip160 |
GPIO6組 |
|
gpiochip192 |
GPIO7組 |
其中，export和unexport為GPIO子系統(tǒng)的屬性文件，其余七個(gè)文件則為符號(hào)鏈接（gpiochip0，gpiochip32，gpiochip64，gpiochip96，gpiochip128，gpiochip160，gpiochip192），分別指向各自對(duì)應(yīng)的GPIO組。
以gpiochip0為例，此目錄下的文件有：
root@freescale/sys/class/gpio/gpiochip0$ ls
base label ngpio power subsystem uevent
|
名稱 |
描述 |
|
base |
GPIO組的初始編號(hào) |
|
label |
GPIO組標(biāo)簽 |
|
ngpio |
該組的GPIO總數(shù) |
|
power |
設(shè)備供電方面的相關(guān)信息 |
|
subsystem |
符號(hào)鏈接，指向父目錄 |
|
uevent |
內(nèi)核與udev(自動(dòng)設(shè)備發(fā)現(xiàn)程序)之間的通信接口 |
當(dāng)我們操作某個(gè)GPIO之前，需要先向export文件寫入該GPIO編號(hào)以導(dǎo)出它的設(shè)備目錄。GPIO編號(hào)的計(jì)算公式如下所示：
GPIO編號(hào)=（BANK-1）*32+N
在公式中BANK為GPIO引腳所在的GPIO組編號(hào)，N則為引腳在該個(gè)BANK中的序號(hào)。以GPIO7-IO03為例，其BANK值為7，N值為3，因此排列序號(hào)為(7-1)*32+3=195。
下面介紹該目錄下的一些操作的用法。
1.1.1 GPIO編號(hào)導(dǎo)出
文件系統(tǒng)中/sys/class/gpio/export文件用于通知系統(tǒng)需要導(dǎo)出要控制的GPIO的編號(hào)：
echo195 >/sys/class/gpio/export
命令成功后生成/sys/class/gpio/gpio195目錄。如果沒有出現(xiàn)相應(yīng)的目錄，說明此引腳不可導(dǎo)出，一般這種情況是驅(qū)動(dòng)中pinmux功能配置不正確，或者配置了多種pinmux功能引起沖突導(dǎo)致。
1.1.2 取消GPIO編號(hào)導(dǎo)出
文件系統(tǒng)中/sys/class/gpio/unexport文件用于通知系統(tǒng)取消GPIO編號(hào)導(dǎo)出
echo195 > /sys/class/gpio/unexport
1.1.3 配置GPIO的輸入輸出方向
echoout >/sys/class/gpio/gpio195/direction
direction可接收的參數(shù)：in,out,high,low；其中high,low設(shè)置方向?yàn)檩敵霾alue值設(shè)置為相應(yīng)的1/0。
1.1.4 查看GPIO的輸入輸出方向
cat/sys/class/gpio/gpio195/ direction
1.1.5 配置GPIO的高 低電平（值為1/ 0）
當(dāng)GPIO配置為輸出模式時(shí)，可以通過設(shè)置value值設(shè)置GPIO的高低電平。
echo1 >/sys/class/gpio/value
1.1.6 查看GPIO的輸出值
cat/sys/class/gpio/gpio195/value
驅(qū)動(dòng)配置
2.1 修改pinmux配置
驅(qū)動(dòng)中的主要位置：linux3.0.35/drivers/gpio/gpiolib.c
修改文件arch/arm/mach-mx6/board-mx6q_c_sabresd.h，在其中增加該引腳對(duì)應(yīng)的GPIO配置，該引腳如果有其他復(fù)用配置，需要將其他復(fù)用配置去掉，只保留一種pinmux配置。內(nèi)核中引腳功能定義在arch/arm/plat-mxc/include/mach/iomux-mx6q.h文件中，該文件對(duì)每個(gè)引腳的復(fù)用功能進(jìn)行了定義，有興趣的可以自己看一下。
以釋放原SD卡功能占用的部分引腳為例
修改文件arch/arm/mach-mx6/board-mx6q_c_sabresd.h，在其中增加如下定義：
/*GPIO*/
MX6Q_PAD_SD3_CLK__GPIO_7_3,
MX6Q_PAD_SD3_CMD__GPIO_7_2,
MX6Q_PAD_SD3_DAT2__GPIO_7_6,
MX6Q_PAD_SD3_DAT3__GPIO_7_7,
MX6Q_PAD_SD3_DAT4__GPIO_7_1,
MX6Q_PAD_SD3_DAT5__GPIO_7_0,
將原來的SD卡的功能注釋掉
/*USDHC3 */
/* MX6Q_PAD_SD3_CLK__USDHC3_CLK_50MHZ,
MX6Q_PAD_SD3_CMD__USDHC3_CMD_50MHZ,
MX6Q_PAD_SD3_DAT0__USDHC3_DAT0_50MHZ,
MX6Q_PAD_SD3_DAT1__USDHC3_DAT1_50MHZ,
MX6Q_PAD_SD3_DAT2__USDHC3_DAT2_50MHZ,
MX6Q_PAD_SD3_DAT3__USDHC3_DAT3_50MHZ,
MX6Q_PAD_SD3_DAT4__USDHC3_DAT4_50MHZ,
MX6Q_PAD_SD3_DAT5__USDHC3_DAT5_50MHZ,
*/
修改前
修改后
修改完成后重新編譯內(nèi)核，并將鏡像燒寫到開發(fā)板上進(jìn)行測(cè)試。
測(cè)試
echo195 > /sys/class/gpio/export
echoout > /sys/class/gpio/gpio195/direction
echo1 > /sys/class/gpio/gpio195/value
cat/sys/class/gpio/gpio195/value
Datasheet 查看 GPIO
3.1GPIO地址
IMX6DQRM.pdf手冊(cè)中的第28章描述的是GPIO相關(guān)的內(nèi)容，手冊(cè)第二章MemoryMaps內(nèi)存映射大概在215頁，有關(guān)于GPIO組的映射地址：
3.2 GPIO寄存器
數(shù)據(jù)手冊(cè)第28章中第1429頁描述的是GPIO控制的8個(gè)32位寄存器
|
寄存器 |
描述 |
|
GPIOx_DR |
數(shù)據(jù)寄存器，當(dāng)GPIO為輸出時(shí)，可以通過寫DR寄存器來驅(qū)動(dòng)GPIO引腳 |
|
GPIOx_GDIR |
控制GPIO引腳方向 |
|
GPIOx_PSR |
當(dāng)GPIO為輸入時(shí)，從PSR寄存器讀取數(shù)據(jù) |
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GPIOx_ICR1 |
配置GPIO中斷的觸發(fā)方式，高低電平出發(fā)還是沿觸發(fā) |
|
GPIOx_ICR2 |
配置GPIO中斷的觸發(fā)方式，高低電平出發(fā)還是沿觸發(fā) |
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GPIOx_IMR |
中斷屏蔽寄存器 |
|
GPIOx_ISR |
中斷狀態(tài)寄存器 |
|
GPIOx_EDGR_SEL |
設(shè)置邊沿觸發(fā)方式 |
3.3 引腳復(fù)用
數(shù)據(jù)手冊(cè)36章IOMUXController這一章節(jié)有興趣的也可以詳細(xì)看一下或者從網(wǎng)絡(luò)上找一些相關(guān)資料了解，此處不做詳述。
該章節(jié)主要描述引腳的復(fù)用配置以及一些功能的配置等，內(nèi)核代碼中關(guān)于這一塊的配置在linux-3.0.35/arch/arm/plat-mxc/include/mach/iomux-mx6q.h文件中。該文件中的具體配置有興趣的可以自己看一下，一般這塊恩智浦(NXP)官方是默認(rèn)配置好的，配置項(xiàng)的具體含義也可以從網(wǎng)上搜搜，并結(jié)合iomux-mx6q.h文件自己看看。
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