用文件IO的方式操作GPIO来控制屏幕开关

[soapgu]

• 前言

我前面讲的和Android SDK无关，有一种方式可以直接控制GPIO的方式来操作屏幕的开关。

• 什么是GPIO

GPIO，英文全称为General-Purpose IO ports，也就是通用IO口。嵌入式系统中经常有数量众多。可是结构却比較简单的外部设备/电路。对这些设备/电路有的须要CPU为之提供控制手段，有的则须要被CPU用作输入信号。

并且，很多这种设备/电路仅仅要求一位。即仅仅要有开/关两种状态就够了。比方灯亮与灭。

对这些设备/电路的控制。使用传统的串行口或并行口都不合适。

所以在微控制器芯片上一般都会提供一个“通用可编程IO接口”，即GPIO。

接口至少有两个寄存器，即“通用IO控制寄存器”与“通用IO数据寄存器”。

数据寄存器的各位都直接引到芯片外部，而对这样的寄存器中每一位的作用，即每一位的信号流通方向，则能够通过控制寄存器中相应位独立的加以设置。这样。有无GPIO接口也就成为微控制器差别于微处理器的一个特征。

• 操作GPIO用户接口sysf

其实Linux下面有一个通用的GPIO操作接口，那就是我要介绍的 “/sys/class/gpio” 方式。
Android和Linux出自”同门“，也有这个功能

C:\Users\xxxx>adb shell
shell@pegasus:/ $ cd /sy
sys/     system/
shell@pegasus:/ $ cd /sys/class/gpio
shell@pegasus:/sys/class/gpio $ ls
export   gpio1049 gpio1189 gpio1237     gpiochip1024 gpiochip1088 gpiochip1152 gpiochip1216 unexport
gpio1048 gpio1051 gpio1218 gpiochip1000 gpiochip1056 gpiochip1120 gpiochip1184 gpiochip1248

首先浏览下 /sys/class/gpio目录下有哪些内容？

• /sys/class/gpio/export

文件用于通知系统需要导出控制的GPIO引脚编号

• /sys/class/gpio/unexport

用于通知系统取消导出

• /sys/class/gpio/gpiochipX

目录保存系统中GPIO寄存器的信息，包括每个寄存器控制引脚的起始编号base，寄存器名称，引脚总数 导出一个引脚的操作步骤

• /sys/class/gpio/gpio{编号}

已经导出的引脚，名字直接和编号一一对应

root@pegasus:/sys/class/gpio # for i in gpiochip* ; do echo `cat $i/label`: `cat $i/base` ; done
gpio0: 1000
gpio1: 1024
gpio2: 1056
gpio3: 1088
gpio4: 1120
gpio5: 1152
gpio6: 1184
gpio7: 1216
gpio8: 1248

运行下脚本，可以看到本机有9个寄存器，以及他们的初始引脚编号

定位到已经导出的1189引脚

root@pegasus:/sys/class/gpio # cat /sys/class/gpio/gpio1189/value
1
root@pegasus:/sys/class/gpio # cat /sys/class/gpio/gpio1189/direction
out

可以了解到这是一个输出引脚，并且当前是高电平。

尝试去修改value

root@pegasus:/sys/class/gpio # echo 0 > /sys/class/gpio/gpio1189/value
root@pegasus:/sys/class/gpio # echo 1 > /sys/class/gpio/gpio1189/value
root@pegasus:/sys/class/gpio # echo 0 > /sys/class/gpio/gpio1189/value
root@pegasus:/sys/class/gpio # echo 1 > /sys/class/gpio/gpio1189/value

操作后，果然屏幕受到控制

• GPIO控制实现原理

图文并茂一下,只是原理上解释下，真实接线可能还有差异

如图为实物寄存器

具体硬件引脚的说明

实体接线图

电路示意图

图的例子是接了一个led灯，具体例子可以换成其他东西包括屏幕，大家可以尽情脑补

• 参考链接

• Linux下用文件IO的方式操作GPIO（/sys/class/gpio）
• Android 驱动 （一） GPIO
• RPi GPIO Code Samples
• Minimal example application