基于Linux系统实现DragonBoard 410c GPIO的控制

通过芯片的GPIO口输出电平去控制外部设备，如继电器、LED或者触发某些模块进行工作是嵌入式控制系统常用的功能，也是实现许多复杂控制系统的基础，本文将教大家基于DragonBoard 410c GPIO开发板在linux的环境下完成对DragonBoard 410c GPIO的控制，并且通过控制按键和点亮LED等进行实例测试以熟悉整个GPIO操作过程。

一、 DragonBoard 410c GPIO口分布情况及测试硬件连线

如图1所示，在 DragonBoard 410c 开发板上，其GPIO口通过接口进行了预留，用户在开发测试过程中可以方便的通过排针或者排线接入到 DragonBoard 410c 的GPIO口，实现与外设的连接，对外设进行控制，同时也可以通过下载 DragonBoard 410c GPIO PDF和使用说明文档查看其GPIO详细信息，在410c资料包中的Schematicas_DragonBoard.pdf文件中对410c板子的GPIO口设计有详细的说明，如下图1给出了开发板的GPIO硬件接口J8的详细设计，通过该图可以知道整个410c开发板的GPIO外部接口连接情况。

图1 DragonBoard 410c外部GPIO口引出接口J8的连接原理图

根据上述原理图，可以在板子上用杜邦线连接，本文在测试过程中选取的是GPIO_36和GPIO_12两个GPIO口作为控制，其中GPIO12控制LED灯，GPIO_36用于接收按键信号，检测开关是否被按下，开关每次按下LED灯状态改变一次，整个控制威廉希尔官方网站 硬件连接如图2所示。

图2 DragonBoard 410c按键控制LED灯硬件连接示意图

二、程序设计

1）在linux环境下用vim编辑器建立工程程序文件key_led_test.c，该文件是测试工程的主文件，起命令如下：

mkdir key_led_test

vim key_led_test.c

通过GPIO口控制LED和检测按键信号的基本原理如下：

首先需要对使用的GPIO口进行导入，完成导入后的GPIO口才可以进读写，起导入GPIO口的函数机代码如下：

int Export_GPIO（int gpio） {

int fd;

char buf［MAX_BUF］;

sprintf（buf， “%d”， gpio）;

fd = open（“/sys/class/gpio/export”， O_WRONLY）;

if（fd < 0）

return -1;

write（fd， buf， strlen（buf））;

close（fd）; return 0; }

}

然后对GPIO口进行读写数据，其中读写的实现函数及代码如下：

int Write_GPIO（int gpio， int value） {

int fd; char buf［MAX_BUF］; //Set the direction of the GPIO to output

sprintf（buf， “/sys/class/gpio/gpio%d/direction”， gpio）;

fd = open（buf， O_WRONLY）; if（fd<0）

return -1;

write（fd， “out”， 3）;// Set out direction

close（fd）;

sprintf（buf， “/sys/class/gpio/gpio%d/value”， gpio）;

fd = open（buf， O_WRONLY）;

if（fd<0）

return -1; // Write the GPIO value

sprintf（buf， “%d”， value）;

write（fd， buf， strlen（buf））;

close（fd）; return 0;

}

int Read_GPIO（int gpio， int *value） {

int fd; char val;

char buf［MAX_BUF］;

sprintf（buf， “/sys/class/gpio/gpio%d/value”， gpio）;

fd = open（buf， O_RDONLY）;

if（fd<0）

return -1;

// Read the GPIO value

read（fd， &val， 1）;

*value = atoi（&val）;

close（fd）; return 0;

}

最后，完成GPIO的读写操作后，需要导出GPIO口，起实现函数及代码如下：

int UnExport_GPIO（int gpio） {

int fd; char buf［MAX_BUF］;

sprintf（buf， “%d”， gpio）;

fd = open（“/sys/class/gpio/unexport”， O_WRONLY）;

if（fd < 0）

return -1;

write（fd， buf， strlen（buf））;

close（fd）; return 0;

}

以上就是操作GPIO口的核心函数及实现过程，接着利用这些核心函数的调用和设计简单的逻辑就可以完成对连接410c板子上的按键进行检测同事控制LED等的状态，其中按键检测的实现函数如下：

int get_key_status（int Key）{

int tmp=1;

int time=0;

Write_GPIO（Key， 1） ;

do{

delay_ms（10）;

if（Read_GPIO（Key， &tmp）==0）{

time++;

}

else return -1;

if（time>=100）{

break; //按下时间超过1s，表示完成一次按动作，退出检测。

}

}while（！tmp）

if（time>=50）{ //大于0.5s认为按键按下，不是干扰或者误按

return KEY_DOWN;

}

else return KEY_UP;

}

完成按键检测后，就可以根据按键来实现对LED的控制，其中LED的控制是通过输出高电平来点亮LED，输出低电平来熄灭LED，其实现函数如下：

int set_led_status（int Led，int status）{

if（Write_GPIO（led， status）==0）{

return 0;

}

else return -1;

}

基于对GPIO的读写函数完成上述KEY的状态读取和LED的状态控制函数后，就可以利用这两个函数方便的构建按键控制LED的程序，其中.c中的部分核心代码如下：

#include

#include

#include

#include

#include

#define MAX_BUF 10

#define GPIO_A 36

#define GPIO_B 12

#define KEY_DOWN 1;

#define KEY_UP 0;

#define LED_LIGHT;

#define LED_EXTING;

int Export_GPIO（int gpio）;

int UnExport_GPIO（int gpio）;

int Write_GPIO（int gpio， int value）;

int Read_GPIO（int gpio， int *value）;

int get_key_status（int Key）;

int set_led_status（int Led，int status）;

int main（void） {

int KeyStatus=KEY_UP;

int LedStatus=LED_EXTING;

ret = Export_GPIO（GPIO_A）;

if（ret ！= 0）

printf（“Error exporting GPIO_%d”， GPIO_A）;

ret = Export_GPIO（GPIO_B）;

if（ret ！= 0）

printf（“Error exporting GPIO_%d”， GPIO_B）;

printf（“you can press key to change LED status ”）;

while（1） {

KeyStatus=get_key_status（GPIO_A）;

if（keyStatus！=-1） LedStatus=KeyStatus;

else{

printf（“get_key_status erro！ ”）;

return -1;

if（-1== set_led_status（GPIO_B， LedStatus）） {

printf（“set_led_status erro！ ”）;

return -1;

}

}

ret = UnExport_GPIO（GPIO_A）;

if（ret ！= 0）

printf（“Error UnExporting GPIO_%d”， GPIO_A）;

ret = UnExport_GPIO（GPIO_B）;

if（ret ！= 0）

printf（“Error UnExporting GPIO_%d”， GPIO_B）; return 0;

}

以上就是整个利用410c开发板在linux操作系统环境下实现对GPIO的操作，通过GPIO口读取按键信息实现对LED的控制。

三、程序编译和运行

在linux环境下，可以通过arm-linux-gcc交叉编译工具来编译平台的程序，生成可执行的程序文件，然后下载到开发板上运行，其中编译命令参考如下：

arm-linux-gcc -o key_led_test key_led_test.c

完成编译后生成key_led_test文件，执行下面命令改变其权限，使得其成为可执行文件：

chmod 777 key_led_test

最后执行key_led_test即可在板子上通过按按键控制LED灯。