【i.MX6UL】 GPIO控制程序

NXP管管 · 发表于 2021-7-23 13:44:28

本文使用的i.MX6UL开发板，带有两个LED，可以用来进行GPIO的输出实验。

目标：了解Qt应用程序如何控制GPIO，实现通用的输出控制。
功能：通过点击触摸屏上的按钮，实现LED不同的效果（开/关、心跳灯、硬盘灯）。

应用程序放在ubuntu系统/opt/work/qt-application/002_gpio_ctrl目录下。

i.MX6UL开发板的板载LED的硬件原理图如下所示：

从原理图可以看出，TQ-i.MX6UL使用了GPIO5_IO2和GPIO5_IO7这两个IO口进行LED的驱动，LED为高电平点亮。

一般情况下，如果使用通用的方法，进行嵌入式Linux的GPIO控制，可以通过访问/sys/class/gpio路径下的文件，控制GPIO的方向（输入还是输出），状态（高电平还是低电平）。

以控制GPIO5_IO2为例：

1. 计算对应sys/class/gpio的值GPIOn_IOx = (n-1)*32 + x
GPIO5_IO2=（5 -1）*32 + 2 = 130

2. 将GPIO5_IO2设置为输出。
#通知系统导出控制的GPIO引脚编号
echo  130  >  /sys/class/gpio/export
#控制为输出
echo  "out"  >  /sys/class/gpio/gpio130/direction
#输出为高电平
echo  "1"  >  /sys/class/gpio/gpio130/value
#输出为低电平
echo  "0"  >  /sys/class/gpio/gpio130/value
#通知系统取消导出
echo  130  >  /sys/class/gpio/unexport

3. 将GPIO5_IO2设置为输入。
#通知系统导出控制的GPIO引脚编号
echo  130  >  /sys/class/gpio/export
#控制为输入
echo  "in"  >  /sys/class/gpio/gpio130/direction
这时给该引脚接高电平，输入即为高电平，反之为低电平
#通知系统取消导出
echo 130  >  /sys/class/gpio/unexport

我们不使用以上的方式进行控制，因为内核驱动里面，已经把这两个GPIO的资源用作LED控制，如果强行使用以上方式进行GPIO控制，则系统会提示Device or resource busy，如下图所示：

对于TQ-i.MX6UL平台，由于内核已经封装好LED的驱动程序，并且向应用层提供了LED的控制接口（在 /sys/devices/platform/leds/leds/ 目录下的LED1和LED2），因此，应用程序可以基于这个接口，对相应的LED进行控制。

下面以LED1为例：

/sys/devices/platform/leds/leds/LED1 目录下的文件节点如下图所示：

这里关注两个节点：brightness 和 trigger 。

brightness节点用来控制LED的亮灭，通过对brightness节点写入0或1，可以控制LED的亮灭状态。由于TQ-i.MX6UL的LED接口不是使用PWM方式驱动，因此，brightness节点不支持亮度调节，只支持亮灭控制。

trigger节点用来控制LED不同的触发方式，通过对trigger节点写入不同的状态值，LED可以在不同的状态下进行亮灭显示。

trigger支持的状态值有：

rc-feedback, nand-disk, mmc0, timer, oneshot, heartbeat, backlight, gpio

以下是GPIO应用程序的开发过程

1、先用Qt Creator构建一个工程，命名为：002_gpio_ctrl，关于如何构建工程，请参考“第一个嵌入式QT应用程序”的具体内容。

2、双击打开“widget.ui”文件，构建界面，构建后的界面如下图所示：

3、关于LED的具体操作，在编写代码的时候，使用面向对象的思想，我们使用一个类进行封装，这个类封装了各种关于LED控制的方法。（具体细节请下载源码），如下图所示：

4、在Linux系统中一切皆文件，所以，我们可以用普通访问文件的方法来进行LED的控制，在Qt中，可以使用QFile类进行文件访问控制。

5、代码编写完成后，编译，并下载到开发板运行。

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