正点原子阿尔法获取GPIO电平状态

本文介绍了如何在Linux环境下通过编程获取GPIO引脚的电平状态。首先,文章讲解了如何导出GPIO并读取value文件来获取状态。然后,提供了一个C语言的实现示例,包括检查GPIO是否已导出、配置GPIO方向和极性、以及读取电平值。在运行测试部分,作者提到将程序放在开发板上运行,读取指定GPIO的电平,当GPIO连接到3.3V时,结果为高电平。最后,作者分享了这个过程作为技术记录。

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目录

一、如何获取GPIO电平状态

二、编程实现

三、运行测试

四、作者自述


一、如何获取GPIO电平状态

1.将需要控制gpio导出

2.读取导出的gpio文件夹中的value文件即可获取电平状态

二、编程实现

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>

static char gpio_path[100];

static int gpio_config(const char *attr,const char *val)
{
    char file_path[100];
    int len,fd;

    //打开gpio配置文件
    sprintf(file_path,"%s/%s",gpio_path,attr);
    fd = open(file_path,O_WRONLY);
    if(fd < 0)
    {
        perror("open error2");
        return -1;
    }

    //将需要配置的属性写入相应文件夹
    len = strlen(val);
    if(write(fd,val,len) != len)
    {
        perror("write error2");
        close(fd);
        return -1;
    }
}

int main(int argc,char* argv[])
{
    char file_path[100];
    char val;
    int fd,ret;

    //检验命令行传入参数
    if(argc != 2)
    {
        fprintf(stderr,"usage:%s<gpio>\n",argv[0]);
        exit(-1);
    }

    //判断需要操作的GPIO是否已经导出
    sprintf(gpio_path,"/sys/class/gpio/gpio%s",argv[1]);
    //查看目录下是否有该文件
    ret = access(gpio_path,F_OK);
    if(ret != 0) //目录下不存在该文件
    {
        int len,fd;
        
        //打开export文件
        fd = open("/sys/class/gpio/export",O_WRONLY);
        if(fd < 0)
        {
            perror("open error1");
            exit(-1);
        }

        len = strlen(argv[1]);
        //导出gpio
        if(write(fd,argv[1],len) != len)
        {
            perror("write error1");
            close(fd);
            exit(-1);
        }
        close(fd);
    }

    //配置为输入模式
    ret = gpio_config("direction","in");
    if(ret < 0)
    {
        fprintf(stderr,"配置成输入模式出错!!!\n");
        exit(-1);
    }
    //配置极性
    ret = gpio_config("active_low","0");
    if(ret < 0)
    {
        fprintf(stderr,"配置极性出错!!!\n");
        exit(-1);
    }
    //配置为非中断模式
    ret = gpio_config("edge","none");
    if(ret < 0)
    {
        fprintf(stderr,"配置非中断模式出错!!!\n");
        exit(-1);
    }
    //读取GPIO电平状态
    sprintf(file_path,"%s/%s",gpio_path,"value");
    //只读打开文件
    fd = open(file_path,O_RDONLY);
    if(fd < 0)
    {
        perror("open error3");
        exit(-1);
    }
    
    ret = read(fd,&val,1);
    if(ret < 0)
    {
        perror("read error");
        close(fd);
        exit(-1);
    }

    printf("value:%c\n",val);

    close(fd);
    exit(0);
}

三、运行测试

        将生成的可执行文件放在开发板根文件系统中,使用命令 ./gpio_inAPP 1 即可读取电平状态,运行结果为高电平。

 tips:结果为高电平是因为我给开发板gpio1引脚连接到了开发板3.3V的引脚上,默认没连接到3.3V的时候电平状态为低电平。

四、作者自述

        记录生活

<think>好的,用户想了解GPIO口高低电平的使用方法和功能介绍。首先,我需要回顾一下GPIO的基本概念。GPIO是通用输入输出端口,用于控制或读取外部设备的电平状态。用户提供的引用中有几个关键点需要整合。 根据引用[1]和[2],GPIO输出高低电平的方法通常涉及配置引脚为输出模式,然后通过写入值来控制电平。比如,在Linux系统中,可以通过sysfs接口操作value文件,写入0或1来设置低或高电平。这可能适用于嵌入式系统,如正点原子阿尔法的例子。 然后是输入模式的应用。引用[3]提到红外循迹模块在检测到物体时会输出低电平,此时需要将GPIO配置为上拉输入,确保默认高电平,从而正确捕捉到低电平信号。引用[5]补充了上下拉模式的适用场景,比如当硬件没有默认电平时,按键按下导致电平变化需要选择合适的上下拉模式。 接下来需要组织这些信息,分输出和输入两部分讲解。输出部分包括配置为输出模式、控制电平的方法,以及应用实例如LED、蜂鸣器等。输入部分则涉及配置为输入模式、读取电平状态,以及传感器检测的例子。此外,注意事项如上下拉电阻的选择也很重要,需要根据硬件设计来决定是否启用。 用户可能想知道如何在实际代码中操作GPIO,比如在Python或C语言中的实现。引用中的示例代码片段可以辅助说明,比如sysfs的操作步骤。同时,需要解释不同模式下的配置对电平的影响,比如上拉输入如何维持高电平直到被外部拉低。 最后,生成相关问题时要覆盖配置方法、应用场景、读取技巧和常见问题,这样用户能进一步探索相关主题。确保回答结构清晰,步骤明确,引用正确来源,比如正点原子和野火开发板的例子。</think>### GPIO口高低电平使用方法及功能介绍 GPIO(通用输入输出)是嵌入式系统中用于控制或检测外部设备电平信号的接口,其核心功能包括输出高低电平(控制外设)和检测输入电平(读取状态)。以下是具体使用方法及功能分类: --- #### 一、输出高低电平 1. **配置为输出模式** - 在操作前需将GPIO引脚设置为输出模式,例如通过寄存器配置或文件系统操作。 - 示例代码(参考Linux系统): ```bash echo "out" > /sys/class/gpio/gpioX/direction # 设置GPIOX为输出模式 ``` 2. **控制电平状态** - **输出高电平**:向`value`文件写入`1`,例如: ```bash echo 1 > /sys/class/gpio/gpioX/value # GPIOX输出高电平[^2] ``` - **输出低电平**:向`value`文件写入`0`,例如: ```bash echo 0 > /sys/class/gpio/gpioX/value # GPIOX输出低电平[^2] ``` 3. **典型应用场景** - **LED控制**:通过高低电平驱动LED亮灭。 - **蜂鸣器控制**:输出脉冲信号驱动无源蜂鸣器发声[^1]。 - **电机驱动**:控制电机启停或方向。 --- #### 二、检测高低电平(输入模式) 1. **配置为输入模式** - 根据硬件需求选择上拉或下拉模式: - **上拉输入**:默认高电平,适合检测低电平信号(如按键按下)[^5]。 - **下拉输入**:默认低电平,适合检测高电平信号。 - 示例代码(STM32配置): ```c GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_6; GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLUP; // 上拉输入 HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); // 初始化PD6引脚[^3] ``` 2. **读取电平状态** - 通过读取`value`文件或寄存器获取当前电平: ```bash cat /sys/class/gpio/gpioX/value # 读取GPIOX电平状态 ``` - 代码示例(STM32): ```c if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD, GPIO_PIN_6) == GPIO_PIN_RESET) { // 检测到低电平(如红外传感器触发) } ``` 3. **典型应用场景** - **传感器信号检测**:如红外循迹模块输出低电平表示检测到物体。 - **按键检测**:按键按下时电平变化触发中断。 --- #### 三、注意事项 1. **上下拉电阻选择** - 若外部电路无默认电平(如悬空引脚),需通过软件或硬件配置上下拉电阻,避免电平漂移。 2. **电平翻转速度** - 高频切换电平(如PWM)需关注GPIO翻转速率限制。 3. **电气特性匹配** - 确保外设电压与GPIO电平兼容(如3.3V或5V系统)。 ---
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