在i.MX9352上操作GPIO的方法

繁花之語(yǔ)

01硬件原理分析

以點(diǎn)燈和按鍵為例，打開(kāi)飛凌嵌入式OK-MX9352-C開(kāi)發(fā)板的原理圖，可以看到一顆LED燈，它由MX93_PAD_CCM_CLKO4控制。由于這一個(gè)GPIO屬于1.8V電平域，所以在OK-MX9352-C開(kāi)發(fā)板的底板上并沒(méi)有直接將GPIO接到LED上，而是用GPIO控制了一個(gè)MOS管，再由MOS管去控制LED的亮滅——當GPIO電平為高時(shí)，MOS導通，LED點(diǎn)亮；當GPIO電平為低時(shí)，MOS關(guān)斷，LED熄滅。

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02設備樹(shù)引腳復用

打開(kāi)飛凌嵌入式OK-MX9352-C開(kāi)發(fā)板的設備樹(shù)：

OKMX93-linux-kernel/arch/arm64/boot/dts/freescale/OK-MX93-C.dts

在iomuxc節點(diǎn)下新建一組引腳復用，復用的兩個(gè)GPIO分別是底板上的LED燈D6和按鍵K1。

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接下來(lái)新建一個(gè)GPIO節點(diǎn)，內容如下：

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注釋掉LED和KEY部分，防止復用沖突：

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保存退出后重新編譯設備樹(shù)。

執行環(huán)境變量：

forlinx@ubuntu:~/ok-mx93/OKMX93-linux-sdk$ . environment-setup-aarch64-toolchain

單獨編譯設備樹(shù)：

forlinx@ubuntu:~/ok-mx93/OKMX93-linux-sdk/OKMX93-linux-kernel$ make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-poky-linux- dtbs

編譯完成后，單獨更新設備樹(shù)。首先將U盤(pán)插到虛擬機上，將生成的設備樹(shù)文件拷貝到U盤(pán)：

forlinx@ubuntu:~/ok-mx93/OKMX93-linux-sdk/OKMX93-linux-kernel$ cp arch/arm64/boot/dts/freescale/OK-MX93-C.dtb /media/forlinx/2075-A0A7/

將生成的dtb文件使用U盤(pán)拷貝到OK-MX9352-C開(kāi)發(fā)板上，替換掉：/run/media/Boot-mmcblk0p1/OK-MX93-C.dtb

root@ok-mx93:/run/media/Boot-mmcblk0p1# cp /run/media/sda/OK-MX93-C.dtb ./

重啟OK-MX9352-C開(kāi)發(fā)板。

03通過(guò)命令測試

在OKMX6ULL-S開(kāi)發(fā)板中，操作GPIO的方式是通過(guò)操作/sys/class/gpio下的文件來(lái)實(shí)現的。而在OK-MX9352-C上，引入了新的Lingpiod的方式，而原有的基于sysfs的操作方式已經(jīng)不再被支持。

Libgpiod是一種字符設備接口，GPIO訪(fǎng)問(wèn)控制是通過(guò)操作字符設備文件（比如/dev/gpiodchip0）實(shí)現的。OK-MX9352-C共有4組GPIO，可以在/dev下查看GPIO設備文件。

Libgpiod可以通過(guò)shell終端和C庫兩種方式使用，本節介紹在shell終端控制GPIO的方法，下一節我們將會(huì )介紹使用C庫的方式控制GPIO。

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3.1 gpiodetect

查看所有GPIO設備

這里的gpiochip0- gpiochip4分別對應的是設備樹(shù)當中的GPIO1-GPIO4這四組GPIO，但是順序并不是一一對應的，這是由于對應的寄存器地址順序問(wèn)題導致的。那么goiochip0如何跟設備樹(shù)對應起來(lái)呢？我們可以打開(kāi)設備樹(shù)當中的dtsi文件，文件路徑為：

OKMX93-linux-kernel/arch/arm64/boot/dts/freescale/imx93.dtsi

forlinx@ubuntu:~/ok-mx93/OKMX93-linux-sdk$ vi OKMX93-linux-kernel/arch/arm64/boot/dts/freescale/imx93.dtsi

查看GPIO3的寄存器基地址為：gpio3: gpio@43820080，對應的是gpiochip1，而GPIO4對應的是gpiochip2。

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其余GPIO的對應關(guān)系如下，可供大家參考：

3.2 gpioinfo

由3.1可知，LED燈對應的是GPIO4，即gpiochip2；按鍵對應的是GPIO3，即gpiochip1。列出gpiochip2控制器的引腳情況：

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3.3 gpioset

該命令用于設置GPIO電平，2代表gpiochip2，即GPIO4，28是GPIO pin，當設置該GPIO為1時(shí)，底板上的D6點(diǎn)亮。

3.4 gpioget

該命令用于獲取GPIO引腳狀態(tài)，以按鍵為例，按鍵對應的是GPIO3-27，即gpiochip1 27。按鍵沒(méi)有按下時(shí)，讀取到按鍵狀態(tài)為1，當按鍵按下時(shí)，讀到按鍵狀態(tài)為0。

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3.5 gpiomon

監控GPIO的狀態(tài)是否發(fā)生變化，同樣以按鍵為例，當按鍵按下時(shí)：

04使用Libgpiod庫編程

Libgpiod是用于與Linux GPIO交互的C庫和工具，Linux官方于Linux 4.8 版本引入了Libgpiod的功能。而在OK-MX9352-C開(kāi)發(fā)板搭載的Linux5.15內核版本中，已經(jīng)不再支持sysfs的方式操作GPIO。與sysfs相比，Libgpiod更加可靠，具備更多功能，例如，可一次讀寫(xiě)多個(gè)GPIO值。

4.1 源碼獲取

如果想要在PC上交叉編譯出能夠在開(kāi)發(fā)板上運行的應用，則交叉編譯時(shí)鏈接的庫文件應該與開(kāi)發(fā)板上的保持一致，可以直接把開(kāi)發(fā)板上的庫拷貝到開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行使用。該庫文件在開(kāi)發(fā)板上的路徑為：

從上圖可以看出，Libgpiod庫的版本為libgpiod.so.2.2.2，軟鏈接到libgpiod.so.2。

在飛凌嵌入式提供的OK-MX9352-C開(kāi)發(fā)板資料中，已經(jīng)將所需的庫文件、頭文件以及相關(guān)例程進(jìn)行了打包，用戶(hù)可以直接使用。資料路徑為：用戶(hù)資料/應用筆記/ OK-MX9352-C-GPIO接口_Linux應用筆記/Libgpiod測試源碼。咨詢(xún)在線(xiàn)客服即可獲取資料。

4.2 編譯測試例程

將Libgpiod測試源碼目錄下的gpiotest.c、gpio-toggle.c、lib.tar.bz2拷貝到開(kāi)發(fā)環(huán)境中：

將lib.tar.bz2解壓到本目錄下，編譯時(shí)會(huì )使用到里邊的gpiod.h文件和Libgpiod庫文件：

示例1循環(huán)控制LED亮和滅，時(shí)間間隔為1s

交叉編譯gpio-toggle.c

設置環(huán)境變量（注意 . 后邊有空格）

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交叉編譯

將可執行文件gpio-toggle拷貝到開(kāi)發(fā)板中并執行可看到LED（D6）燈1s亮，1s滅。其中輸入參數2、28為：gpiochip2 line28。

示例2按鍵控制LED亮滅，每按一次狀態(tài)翻轉

交叉編譯gpio-test.c

設置環(huán)境變量（注意點(diǎn)后邊有空格）

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交叉編譯

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將可執行文件gpio-test拷貝到OK-MX9352-C開(kāi)發(fā)板中并執行，可看到每按一次按鍵，LED燈的狀態(tài)就翻轉一次，其中輸入參數1、27為：gpiochip1 line27 ；2、28為：gpiochip2 line28。

以上就是為OK-MX9352-C開(kāi)發(fā)板配置GPIO的過(guò)程，希望能夠對屏幕前的各位工程師小伙伴有所幫助。