科普丨iMX6系列應(yīng)用筆記-iMX6Q GPIO 功能應(yīng)用操作講解

本文以飛凌嵌入式OKMX6Q/DL-C開發(fā)板為基礎(chǔ)講解，操作系統(tǒng)為Linux3.0.35，本文主要介紹了飛凌iMX6Q系列開發(fā)板GPIO的操作，寫本文章主要是記錄日常客戶經(jīng)常問到的一些問題，為客戶提供一些解決思路，以供參考。

通用GPIO的使用

在嵌入式系統(tǒng)中對(duì)GPIO的操作是最基本的操作。在Linux中有一個(gè)通用的GPIO操作接口。在imx6Q開發(fā)板文件系統(tǒng)中會(huì)有一個(gè)控制GPIO的目錄：/sys/class/gpio；Linux-3.0.35內(nèi)核中Documention文件夾下邊有g(shù)pio.txt文檔可以參考。

root@freescale /sys/class/gpio$ ls

export       gpiochip0    gpiochip160  gpiochip32   gpiochip96

gpiochip128   gpiochip192   gpiochip64    unexport

其中，export和unexport為GPIO子系統(tǒng)的屬性文件，其余七個(gè)文件則為符號(hào)鏈接（gpiochip0，gpiochip32，gpiochip64，gpiochip96，gpiochip128，gpiochip160，gpiochip192），分別指向各自對(duì)應(yīng)的GPIO組。以gpiochip0為例，此目錄下的文件有：

root@freescale /sys/class/gpio/gpiochip0$ ls

base       label      ngpio      power      subsystem  uevent

當(dāng)我們操作某個(gè)GPIO之前，需要先向export文件寫入該GPIO編號(hào)以導(dǎo)出它的設(shè)備目錄。GPIO編號(hào)的計(jì)算公式如下所示：

           GPIO編號(hào)=（BANK-1）*32+N

在公式中BANK為GPIO引腳所在的GPIO組編號(hào)，N則為引腳在該個(gè)BANK中的序號(hào)。以GPIO7-IO03 為例，其BANK值為7，N值為3，因此排列序號(hào)為(7-1)*32+3=195。

下面介紹該目錄下的一些操作的用法。

1、GPIO編號(hào)導(dǎo)出

文件系統(tǒng)中/sys/class/gpio/export文件用于通知系統(tǒng)需要導(dǎo)出要控制的GPIO的編號(hào)：echo 195 >/sys/class/gpio/export

命令成功后生成/sys/class/gpio/gpio195目錄。如果沒有出現(xiàn)相應(yīng)的目錄，說(shuō)明此引腳不可導(dǎo)出，一般這種情況是驅(qū)動(dòng)中pinmux功能配置不正確，或者配置了多種pinmux功能引起沖突導(dǎo)致。

2、取消GPIO編號(hào)導(dǎo)出

文件系統(tǒng)中/sys/class/gpio/unexport文件 用于通知系統(tǒng)取消GPIO編號(hào)導(dǎo)出：echo 195  > /sys/class/gpio/unexport

3、 配置GPIO的輸入輸出方向

echo out >/sys/class/gpio/gpio195/direction

direction可接收的參數(shù)：in，out，high，low；其中high，low設(shè)置方向?yàn)檩敵霾alue值設(shè)置為相應(yīng)的1/0。

4、查看GPIO的輸入輸出方向：

cat /sys/class/gpio/gpio195/ direction

5、配置GPIO的高低電平（值為1/0）

當(dāng)gpio配置為輸出模式時(shí)，可以通過設(shè)置value值設(shè)置gpio的高低電平。

echo 1 >/sys/class/gpio/value

6、 查看GPIO的輸出值

cat /sys/class/gpio/gpio195/value

修改Pinmux配置

驅(qū)動(dòng)中的主要位置：linux3.0.35/drivers/gpio/gpiolib.c

修改文件arch/arm/mach-mx6/board-mx6q_sabresd.h，在其中增加該引腳對(duì)應(yīng)的gpio配置，該引腳如果有其他復(fù)用配置，需要將其他復(fù)用配置去掉，只保留一種pinmux配置。內(nèi)核中引腳功能定義在arch/arm/plat-mxc/include/mach/iomux-mx6q.h文件中，該文件對(duì)每個(gè)引腳的復(fù)用功能進(jìn)行了定義，有興趣的可以自己看一下。

以釋放原SD卡功能占用的部分引腳為例：

修改文件arch/arm/mach-mx6/board-mx6q_c_sabresd.h，在其中增加如下定義：

/*GPIO*/3

      MX6Q_PAD_SD3_CLK__GPIO_7_3,

      MX6Q_PAD_SD3_CMD__GPIO_7_2,

      MX6Q_PAD_SD3_DAT2__GPIO_7_6,

      MX6Q_PAD_SD3_DAT3__GPIO_7_7,

      MX6Q_PAD_SD3_DAT4__GPIO_7_1,

      MX6Q_PAD_SD3_DAT5__GPIO_7_0,

      MX6Q_PAD_SD3_DAT6__GPIO_6_18,

      MX6Q_PAD_SD3_DAT7__GPIO_6_17,

      MX6Q_PAD_NANDF_D1__GPIO_2_1,

      MX6Q_PAD_NANDF_D0__GPIO_2_0,

將原來(lái)的SD卡的功能注釋掉

/* USDHC3 */

/*      MX6Q_PAD_SD3_CLK__USDHC3_CLK_50MHZ,

       MX6Q_PAD_SD3_CMD__USDHC3_CMD_50MHZ,

       MX6Q_PAD_SD3_DAT0__USDHC3_DAT0_50MHZ,

       MX6Q_PAD_SD3_DAT1__USDHC3_DAT1_50MHZ,

       MX6Q_PAD_SD3_DAT2__USDHC3_DAT2_50MHZ,

       MX6Q_PAD_SD3_DAT3__USDHC3_DAT3_50MHZ,

       MX6Q_PAD_SD3_DAT4__USDHC3_DAT4_50MHZ,

       MX6Q_PAD_SD3_DAT5__USDHC3_DAT5_50MHZ,

       MX6Q_PAD_SD3_DAT6__USDHC3_DAT6_50MHZ,

       MX6Q_PAD_SD3_DAT7__USDHC3_DAT7_50MHZ,

       MX6Q_PAD_NANDF_D0__GPIO_2_0,          

       MX6Q_PAD_NANDF_D1__GPIO_2_1,            */

修改前：

修改后：

修改完成后重新編譯內(nèi)核，并將鏡像燒寫到iMX6Q開發(fā)板上進(jìn)行測(cè)試。

測(cè)試

echo 195 > /sys/class/gpio/export

echo out > /sys/class/gpio/gpio195/direction

echo 1 > /sys/class/gpio/gpio195/value

cat /sys/class/gpio/gpio195/value

Datasheet查看gpio

1、GPIO地址

IMX6DQRM.pdf手冊(cè)中的第28章描述的是GPIO相關(guān)的內(nèi)容。手冊(cè)第二章Memory Maps內(nèi)存映射大概在215頁(yè)，有關(guān)于GPIO組的映射地址：

2、GPIO寄存器

數(shù)據(jù)手冊(cè)第28章中第1429頁(yè)描述的是GPIO控制的8個(gè)32位寄存器。

3、引腳復(fù)用

i.MX6Q數(shù)據(jù)手冊(cè)36章IOMUX Controller這一章節(jié)有興趣的也可以詳細(xì)看一下或者從網(wǎng)絡(luò)上找一些相關(guān)資料了解，此處不做詳述

該章節(jié)主要描述引腳的復(fù)用配置以及一些功能的配置等，內(nèi)核代碼中關(guān)于這一塊的配置在linux-3.0.35/arch/arm/plat-mxc/include/mach/iomux-mx6q.h文件中。該文件中的具體配置有興趣的可以自己看一下，一般這塊恩智浦NXP官方是默認(rèn)配置好的，配置項(xiàng)的具體含義也可以從網(wǎng)上搜搜，并結(jié)合iomux-mx6q.h文件自己看看。

4、參數(shù)查找配置方法

手冊(cè)第四章查找EIM_A22，可以看到需要ALT Mode是ALT5,而且Pad Settings需要配置的參數(shù)有PKE – ENABLED， 對(duì)應(yīng)的Pad Registers為[SW_PAD_CTL_PAD_EIM_ADDR22]。

手冊(cè)繼續(xù)搜索[SW_PAD_CTL_PAD_EIM_ADDR22] 寄存器， 可以看到寄存器的具體配置和具體的偏移地址以及上拉的配置。

手冊(cè)尋找對(duì)應(yīng)的MUX Control Registers [IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_EIM_ADDR22]。可以看到具體的配置模式ALT5模式的配置值為0x05UL。

附錄：常見GPIO調(diào)試問題處理參考

常見GPIO調(diào)試問題處理參考：

? 如果在GPIO導(dǎo)出時(shí)出現(xiàn)Device or resource busy的情況

一般都是該引腳在內(nèi)核中配置為其他功能，需要仔細(xì)檢查內(nèi)核中引腳配置，不要被其他功能占用。

? GPIO能夠?qū)С觯鞘褂玫臅r(shí)候各種功能都不正常的情況

這種情況一般也是引腳在內(nèi)核中配置為其他功能，需要仔細(xì)檢查內(nèi)核中引腳配置，不要被其他功能占用（一般被串口占用會(huì)有這種情況）；

還有就是檢查硬件電路，看硬件上有沒有上拉下拉這樣的硬件控制。