iMX6系列應用筆記-iMX6Q GPIO 功能應用操作講解
一、通用GPIO的使用
在嵌入式系統(tǒng)中對GPIO的操作是最基本的操作。在Linux中有一個通用的GPIO操作接口。在imx6Q開發(fā)板文件系統(tǒng)中會有一個控制GPIO的目錄：/sys/class/gpio；Linux-3.0.35內核中Documention文件夾下邊有gpio.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 |
導出GPIO操作接口 |
|
unexport |
撤銷GPIO操作接口的導出 |
|
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，其余七個文件則為符號鏈接（gpiochip0，gpiochip32，gpiochip64，gpiochip96，gpiochip128，gpiochip160，gpiochip192），分別指向各自對應的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 |
|
label |
GPIO組標簽 |
|
ngpio |
該組的GPIO總數(shù) |
|
power |
設備供電方面的相關信息 |
|
subsystem |
符號鏈接，指向父目錄 |
|
uevent |
內核與udev(自動設備發(fā)現(xiàn)程序)之間的通信接口 |
當我們操作某個GPIO之前，需要先向export文件寫入該GPIO編號以導出它的設備目錄。GPIO編號的計算公式如下所示：
GPIO編號=（BANK-1）*32+N
在公式中BANK為GPIO引腳所在的GPIO組編號，N則為引腳在該個BANK中的序號。以GPIO7-IO03 為例，其BANK值為7，N值為3，因此排列序號為(7-1)*32+3=195。
下面介紹該目錄下的一些操作的用法。
1、GPIO編號導出
文件系統(tǒng)中/sys/class/gpio/export文件用于通知系統(tǒng)需要導出要控制的GPIO的編號：echo 195 >/sys/class/gpio/export
命令成功后生成/sys/class/gpio/gpio195目錄。如果沒有出現(xiàn)相應的目錄，說明此引腳不可導出，一般這種情況是驅動中pinmux功能配置不正確，或者配置了多種pinmux功能引起沖突導致。
2、取消GPIO編號導出
文件系統(tǒng)中/sys/class/gpio/unexport文件 用于通知系統(tǒng)取消GPIO編號導出：echo 195 > /sys/class/gpio/unexport
3、 配置GPIO的輸入輸出方向
echo out >/sys/class/gpio/gpio195/direction
direction可接收的參數(shù)：in，out，high，low；其中high，low設置方向為輸出并將value值設置為相應的1/0。
4、查看GPIO的輸入輸出方向：cat /sys/class/gpio/gpio195/ direction
5、配置GPIO的高低電平（值為1/0）
當gpio配置為輸出模式時，可以通過設置value值設置gpio的高低電平。
echo 1 >/sys/class/gpio/value
6、 查看GPIO的輸出值cat /sys/class/gpio/gpio195/value
二、修改Pinmux配置
驅動中的主要位置：linux3.0.35/drivers/gpio/gpiolib.c
修改文件arch/arm/mach-mx6/board-mx6q_sabresd.h，在其中增加該引腳對應的gpio配置，該引腳如果有其他復用配置，需要將其他復用配置去掉，只保留一種pinmux配置。內核中引腳功能定義在arch/arm/plat-mxc/include/mach/iomux-mx6q.h文件中，該文件對每個引腳的復用功能進行了定義，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*/3
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,
MX6Q_PAD_SD3_DAT6__GPIO_6_18,
MX6Q_PAD_SD3_DAT7__GPIO_6_17,
MX6Q_PAD_NANDF_D1__GPIO_2_1,
MX6Q_PAD_NANDF_D0__GPIO_2_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,
MX6Q_PAD_SD3_DAT6__USDHC3_DAT6_50MHZ,
MX6Q_PAD_SD3_DAT7__USDHC3_DAT7_50MHZ,
MX6Q_PAD_NANDF_D0__GPIO_2_0,
MX6Q_PAD_NANDF_D1__GPIO_2_1, */
修改前：
修改后：
修改完成后重新編譯內核，并將鏡像燒寫到iMX6Q開發(fā)板上進行測試。
測試
echo 195 > /sys/class/gpio/export
echo out > /sys/class/gpio/gpio195/direction
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio195/value
cat /sys/class/gpio/gpio195/value
三、Datasheet查看gpio
1、GPIO地址
IMX6DQRM.pdf手冊中的第28章描述的是gpio相關的內容。
手冊第二章Memory Maps內存映射大概在215頁，有關于GPIO組的映射地址：
2、GPIO寄存器
數(shù)據(jù)手冊第28章中第1429頁描述的是GPIO控制的8個32位寄存器。
|
寄存器 |
描述 |
|
GPIOx_DR |
數(shù)據(jù)寄存器，當GPIO為輸出時，可以通過寫DR寄存器來驅動gpio引腳 |
|
GPIOx_GDIR |
控制GPIO引腳方向 |
|
GPIOx_PSR |
當GPIO為輸入時，從PSR寄存器讀取數(shù)據(jù) |
|
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) |
|
GPIOx_IMR |
中斷屏蔽寄存器 |
|
GPIOx_ISR |
中斷狀態(tài)寄存器 |
|
GPIOx_EDGR_SEL |
設置邊沿觸發(fā)方式 |
3、引腳復用
iMX6Q數(shù)據(jù)手冊36章IOMUX Controller這一章節(jié)有興趣的也可以詳細看一下或者從網(wǎng)絡上找一些相關資料了解，此處不做詳述
該章節(jié)主要描述引腳的復用配置以及一些功能的配置等，內核代碼中關于這一塊的配置在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官方是默認配置好的，配置項的具體含義也可以從網(wǎng)上搜搜，并結合iomux-mx6q.h文件自己看看。
4、參數(shù)查找配置方法
手冊第四章查找EIM_A22，可以看到需要ALT Mode是ALT5,而且Pad Settings需要配置的參數(shù)有PKE – ENABLED， 對應的Pad Registers為[SW_PAD_CTL_PAD_EIM_ADDR22]。
手冊繼續(xù)搜索[SW_PAD_CTL_PAD_EIM_ADDR22] 寄存器， 可以看到寄存器的具體配置和具體的偏移地址以及上拉的配置。
手冊尋找對應的MUX Control Registers [IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_EIM_ADDR22]?？梢钥吹骄唧w的配置模式ALT5模式的配置值為0x05UL。
附錄：常見GPIO調試問題處理參考
常見GPIO調試問題處理參考：
1．如果在GPIO導出時出現(xiàn)Device or resource busy的情況
一般都是該引腳在內核中配置為其他功能，需要仔細檢查內核中引腳配置，不要被其他功能占用。
2．GPIO能夠導出，但是使用的時候各種功能都不正常的情況
這種情況一般也是引腳在內核中配置為其他功能，需要仔細檢查內核中引腳配置，不要被其他功能占用（一般被串口占用會有這種情況）；
還有就是檢查硬件電路，看硬件上有沒有上拉下拉這樣的硬件控制。
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