小白也能玩轉 i.MX6 平臺的 GPIO 應用筆記

原創(chuàng) 2020-03-07 14:36:00 i.MX6 GPIO 應用筆記 飛凌嵌入式

▋引言 ：本文主要以FETMX6x-C平臺，Linux3.0.35內核為基礎，其他平臺也可以參考，不同平臺之間會存在差異，需自行修改適應自己的使用。

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。

1.1.1  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：

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。

1.1.2 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

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設置方向為輸出并將value值設置為相應的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。

echo1 >/sys/class/gpio/value

1.1.6 查看GPIO的輸出值

cat/sys/class/gpio/gpio195/value



驅動配置


2.1 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_c_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*/

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核，并將鏡像燒寫到開發(fā)板上進行測試。


測試

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手冊中的第28章描述的是GPIO相關的內容，手冊第二章MemoryMaps內存映射大概在215頁，有關于GPIO組的映射地址：


3.2 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


3.3 引腳復用  

數(shù)據(jù)手冊36章IOMUXController這一章節(jié)有興趣的也可以詳細看一下或者從網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上搜搜，并結合iomux-mx6q.h文件自己看看。


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