GPIO控制

GPIO是General Purpose I/O的缩写，即通用输入输出端口，简单来说就是MCU/CPU可控制的引脚，这些引脚通常有多种功能，最基本的是高低电平输入检测和输出，部分引脚还会与主控器的片上外设绑定，如作为串口、I2C、网络、电压检测的通讯引脚。

Linux提供了GPIO子系统驱动框架，使用该驱动框架即可灵活地控制板子上的GPIO。

2.1. GPIO命名

Rockchip Pin的ID按照控制器(bank)+端口(port)+索引序号(pin) 组成。

控制器和GPIO控制器数量⼀致
端口固定 A、B、C和D，每个端口仅有8个索引号,(a=0,b=1,c=2,d=3)
索引序号固定 0、1、2、3、4、5、6、7

rk3588具有5个GPIO控制器，每个控制器可以控制32个IO，作为GPIO功能时，端口⾏为由GPIO控制器寄存器配置。

GPIO1_C4表达的意思为第1组控制器，端口号为C，索引号为4。该引脚号的计算公式为32 x 1 + 2 x 8 + 4 = 52

部分板卡除了主控芯片原生IO，也有使用i2c扩展gpio，例如鲁班猫5，使用两颗XL9535芯片，每个扩展芯片可以扩展16路gpio，使用与原生gpio无异。

2.2. 使用GPIO sysfs接口控制IO

在Linux中，最常见的读写GPIO方式就是用GPIO sysfs interface，是通过操作 /sys/class/gpio 目录下的 export 、 unexport 、gpio{N}/direction, gpio{N} /value （用实际引脚号替代{N}）等文件实现的，经常出现shell脚本里面。在kernel 4.8开始，加入了libgpiod的支持；而原有基于sysfs的访问方式，将被逐渐放弃。

GPIO举例计算
引脚	控制器	端口号	索引号	计算结果
GPIO1_C4	1	C	4	52 (32 x 1 + 8 x 2 + 4)
GPIO3_B2	3	B	2	106 (32 x 3 + 8 x 1 + 2)
GPIO0_D6	0	D	6	30 (32 x 0 + 8 x 3 + 6)

#以下所有操作均需要打开管理者权限使用
#使能引脚GPIO1_C4
echo 52 > /sys/class/gpio/export#设置引脚为输入模式
echo in > /sys/class/gpio/gpio52/direction
#读取引脚的值
cat /sys/class/gpio/gpio52/value#设置引脚为输出模式
echo out > /sys/class/gpio/gpio52/direction
#设置引脚为低电平
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio52/value
#设置引脚为高电平
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio52/value#复位引脚
echo 52 > /sys/class/gpio/unexport

2.3. 使用libgpiod控制IO

libgpiod是一种字符设备接口，GPIO访问控制是通过操作字符设备文件（比如 /dev/gpiodchip0 ）实现的，并通过libgpiod提供一些命令工具、c库以及python封装。

1 2	#安装gpiod 命令行工具 sudo apt install gpiod

gpiod工具的使用方法与sysfs接口的不同，gpiod是以控制器为单位，然后再详细到端口号和索引号，即gpiod使用两个数据确定引脚

GPIO举例计算
引脚	控制器	端口号	索引号	gpiod的使用结果
GPIO1_C4	1	C	4	1 20(8 x 2 + 4)
GPIO3_B2	3	B	2	3 10(8 x 1 + 2)
GPIO0_D6	0	D	6	0 30(8 x 3 + 6)

常用的命令行如下，可使用 -h 查看命令相对应的使用说明（以GPIO1_C4为例）

**libgpiod命令**
命令	作用	使用举例	说明
gpiodetect	列出所有的GPIO控制器	gpiodetect(无参数)	列出所有的GPIO控制器
gpioinfo	列出gpio控制器的引脚情况	gpioinfo 1	列出第一组控制器引脚组情况
gpioset	设置gpio	gpioset 1 20=0	设置第一组控制器编号20引脚为低电平
gpioget	获取gpio引脚状态	gpioget 1 20	获取第一组控制器编号20的引脚状态
gpiomon	监控gpio的状态	gpiomon 1 20	监控第一组控制器编号20的引脚状态