可以使用系统中的GPIOLIB模块在用户空间提供的sysfs接口,实现应用层对GPIO的独立控制。

使用 Linux Kernel 提供的 sysfs 來控制 GPIO

在要寫程式之前,我們先來使用 Linux Kernel 提供的 sysfs 來控制 GPIO。


用户空间gpio的调用

用户空间访问gpio,即通过sysfs接口访问gpio,下面是/sys/class/gpio目录下的文件:

--export/unexport文件
--gpioN指代具体的gpio引脚
--gpio_chipN指代gpio控制器
// 必须知道以上接口没有标准device文件和它们的链接。 

(1) export/unexport文件接口:

/sys/class/gpio/export,该接口只能写不能读
// 用户程序通过写入gpio的编号来向内核申请将某个gpio的控制权导出到用户空间

比如  echo 19 > export 
// 上述操作会为19号gpio创建一个节点gpio19,此时目录下生成gpio19的目录
// 和(unexport)导出的效果相反。 

比如 echo 19 > unexport
// 上述操作将会移除gpio19这个节点。 

(2) /sys/class/gpio/gpioN

// 指代某个具体的gpio端口,里边有如下属性文件
direction 表示gpio端口的方向,读取结果是in或out。
// 该文件也可以写,写入out 时该gpio设为输出同时电平默认为低。
// 写入low或high则不仅可以设置为输出 还可以设置输出的电平。 
// 当然如果内核不支持或者内核代码不愿意,将不会存在这个属性
// 比如内核调用了gpio_export(N,0)就表示内核不愿意修改gpio端口方向属性 

value 表示gpio引脚的电平,0(低电平)1(高电平)
// 如果gpio被配置为输出,这个值是可写的,记住任何非零的值都将输出高电平,
// 如果某个引脚能并且已经被配置为中断,则可以调用poll(2)函数监听该中断,中断触发后poll(2)函数就会返回。

edge 表示中断的触发方式,edge文件有如下四个值:"none", "rising", "falling","both"。
// none表示引脚为输入,不是中断引脚
// rising表示引脚为中断输入,上升沿触发
// falling表示引脚为中断输入,下降沿触发
// both表示引脚为中断输入,边沿触发
// 这个文件节点只有在引脚被配置为输入引脚的时候才存在。 当值是none时可以通过如下方法将变为中断引脚
// echo "both" > edge;对于是both,falling还是rising依赖具体硬件的中断的触发方式。
// 此方法即用户态gpio转换为中断引脚的方式

active_low 
// 相互调换高低电平设置

(3) /sys/class/gpio/gpiochipN

gpiochipN表示的就是一个gpio_chip,用来管理和控制一组gpio端口的控制器: 
// base   和N相同,表示控制器管理的最小的端口编号。 
// lable   诊断使用的标志(并不总是唯一的) 
// ngpio  表示控制器管理的gpio端口数量(端口范围是:N ~ N+ngpio-1) 

1. 首先先將 GPIO4 設定成可以用 sysfs 控制
echo 4 > /sys/class/gpio/export

2. 設定 GPIO4 為輸出腳
echo out > /sys/class/gpio/gpio4/direction

3. 設定 GPIO4 輸出值為 1 (0: 低電位, 1: 高電位)
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio4/value

4. 設定 GPIO4 輸出值為 0 (0: 低電位, 1: 高電位)
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio4/value

5. 取消建立出來的 GPIO4 node
echo 4 > /sys/class/gpio/unexport

在你執行以上第 3 步的時候,你可以看到 LED 亮了起來,直到第 4 步時,才又變回原本的狀態。

若想要使用 Bash 來控制 GPIO,則可以採用此種方式。


使用 debugfs 來觀看目前的 GPIO 設定

我們可以使用 debugfs 來察看目前的 GPIO 設定,首先掛載 debugfs

mount -t debugfs debug /d

接著就可以使用

cat /d/gpio

來取得目前 GPIO 的狀況

root@raspberrypi:/home/pi#
cat /d/gpio
GPIOs 0-53, bcm2708_gpio:
gpio-4  (sysfs                ) out hi