关于linux:Linux如何进行GPIO读写操作的

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摘要: 本文介绍 GPIO 的读写,介绍基本原理,以及不同读写形式的性能。

本文分享自华为云社区《Linux 基于 sysfs 的 GPIO 读写操作》,作者:一颗小树 x。

前言

最近接触到 Linux 零碎中的 GPIO 开发,这里做个小总结,也分享一下;本文会介绍 GPIO 的读写,介绍基本原理,以及不同读写形式的性能。

一、GPIO sysfs interface 基本原理

在 Linux 中,最常见的读写 GPIO 形式就是用 GPIO sysfs interface,是通过操作 /sys/class/gpio 目录下的 export、unexport、gpio{N}/direction, gpio{N}/value(用理论引脚号代替 {N})等文件实现的,经常出现 shell 脚本外面。

首先申明 GPIO 口,比方 GPIO258:(这个命令须要 root 权限)

echo 258 > /sys/class/gpio/export
而后在 /sys/class/gpio,会生成一个新目录,其名字叫 gpio258

比方:GPIO258,N 对应是 258;进入其目录:cd /sys/class/gpio/gpio258

顺次能看到:active_low、device、direction、edge、power、subsystem、uevent、value

其中比拟罕用的是 value 文件,它寄存 GPIO 的值;范畴是:0 或 1。咱们能够间接对它读写,达到读写 GPIO 的成果。

二、定义 GPIO 为输出

比方定义 GPIO258 为输出,命令如下:(这个命令须要 root 权限)

echo in > /sys/class/gpio/gpio258/direction 

三、定义 GPIO 为输入

比方定义 GPIO258 为输入,命令如下:(这个命令须要 root 权限)

echo out > /sys/class/gpio/gpio258/direction 

四、读 GPIO 的值

咱们能够间接对 /sys/class/gpio/gpio258 目录下的 value 文件(寄存 GPIO 的值),进行读取。

能够用 cat 查看读 GPIO 的值,比方查看 GPIO258 的值:

cat /sys/class/gpio/gpio258/value
value 只是一个文件,能够通过其余形式读取;写一个 python 程序,实现读取 GPIO 的值:

# 定义一个函数,用于读取 GPIO258 的值。def read_258():
    with open('/sys/class/gpio/gpio258/value', 'r') as f:
        io_258 = int(f.read())
        print("read_258:%d"%io_258)

# 调用函数
read_258()

五、写 GPIO 的值

咱们能够间接对 /sys/class/gpio/gpio258 目录下的 value 文件(寄存 GPIO 的值),进行写值。

能够用 ehco 写 GPIO 的值,比方写 GPIO258 的值:

echo 1 > /sys/class/gpio/gpio258/value             # output logic 1 level
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio258/value             # output logic 0 level

写一个 python 程序,实现写 GPIO 的值:

# 定义一个函数,用于写 GPIO258 的值。def write_258(io_str):
    with open('/sys/class/gpio/gpio258/value', 'w+') as f:
        f.write(io_str)
        print("write_258:%s"%(io_str))

# 调用函数
write_258()

通过测试,程序进行一次写操作,耗时 0.6ms 左右;ehco 形式就比拟久了,10ms 左右。

六、小案例——设置 GPIO 为输出,并读取 IO 值

形式一:纯 shell 命令

# 设置 GPIO20 为输出
echo 20 > /sys/class/gpio/export
echo in > /sys/class/gpio/gpio20/direction

# 读取 IO 值
cat /sys/class/gpio/gpio20/value

形式二:shell 命令 + Python 程序(效率更高)

# 设置 GPIO20 为输出
echo 20 > /sys/class/gpio/export
echo in > /sys/class/gpio/gpio20/direction

读取 IO 值:

# 定义一个函数,用于读取 GPIO258 的值。def read_20():
    with open('/sys/class/gpio/gpio20/value', 'r') as f:
        io_20 = int(f.read())
        print("read_20:%d"%io_20)

# 调用函数
read_20()

七、小案例——设置 GPIO 为输入,并读写取 IO 值

形式一:纯 shell 命令

# 设置 GPIO40 为输入
echo 40 > /sys/class/gpio/export
echo out > /sys/class/gpio/gpio40/direction

# 写 IO 值,高电平
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio40/value

# 写 IO 值,低电平
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio40/value

形式二:shell 命令 + Python 程序(效率更高)

# 设置 GPIO40 为输入
echo 40 > /sys/class/gpio/export
echo out > /sys/class/gpio/gpio40/direction

读写 IO 值:

import time

def read_40():
    with open('/sys/class/gpio/gpio40/value', 'r') as f:
        io_40 = int(f.read())
        print("read_40:%d"%io_40)

def write_40(io_str):
    with open('/sys/class/gpio/gpio40/value', 'w') as f:
        f.write(io_str)
        print("write_40:%s"%(io_str))

start = time.time()
read_40()
write_40("1")
read_40()
end = time.time()
print("读写 IO 的工夫", end-start)

成果:耗时 0.6ms。

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正文完
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