文章目录

步骤
1
:查看引脚图
步骤
2
:编号计算
步骤
3
:查看设备目录
步骤
4
:查看设备属性
步骤
5
:控制GPIO引脚电平
步骤
6
:控制gpio的python程序
步骤
7
:实验
步骤
8
:控制gpio的c程序

Luckfox Pico GPIO使用教程

拉灯是我干掉的

原创

发布时间: 2025-06-24 17:54:25 | 阅读数

Linux

RV1103

瑞芯微

RV1103是一款专门用于人工智能相关应用的高度集成 IPC 视觉处理器 SoC。它基于单核 ARM Cortex-A7 32 位内核，集成了 NEON 和 FPU，并内置 NPU 支持 INT4 / INT8 / INT16 混合运算，计算能力高达 0.5TOPs。LuckFox Pico是基于瑞芯微 RV1103 芯片的低成本微型 linux 开发板。本文为你介绍它的GPIO使用方法。

查看引脚图

GPIO（通用输入/输出）是一种通用引脚，可以由微控制器（MCU）或CPU控制，具有多种功能，包括高低电平输入检测和输出控制。在 Linux 中，GPIO 引脚可以被导出到用户空间，通过 sysfs 文件系统进行控制，使得 GPIO 引脚可以用于各种用途，如串口通信、I2C、网络通信、电压检测等。

在 Linux 中，有一个专门的 GPIO 子系统驱动框架，用于处理 GPIO 设备。通过这个框架，用户可以轻松地与 CPU 的 GPIO 引脚进行交互。这个驱动框架支持将引脚用于基本的输入和输出功能，同时输入功能还支持中断检测。这使得开发者可以利用 GPIO 子系统轻松地将 GPIO 引脚用于各种用途，实现了灵活性和可编程性。有关 GPIO 子系统的更多详细信息可以在 <Linux内核源码>/Documentation/gpio 目录中找到。在将 GPIO 引脚导出到用户空间时，通常需要用到引脚编号，我们可以通过接口图进行确定，如4号引脚的引脚名称为 GPIO1_C7_d，引脚编号为55。

编号计算

GPIO对应的引脚编号均在引脚图中标出，您可以直接使用或按照下面方法进行计算。

GPIO 有5个 bank：GPIO0~GPIO4，每个 bank 分为4组，共有32个 pin：A0~A7, B0~B7, C0~C7, D0~D7
GPIO 的命名方式为 GPIO{bank}_{group}{X}，如下所示：

GPIO0_A0 ~ A7

GPIO0_B0 ~ B7

GPIO0_C0 ~ C7

GPIO0_D0 ~ D7

GPIO1_A0 ~ A7

....

GPIO1_D0 ~ D7

....

GPIO4_D0 ~ D7

GPIO 编号计算方法如下：

GPIO 引脚编号计算公式：pin = bank * 32 + number

GPIO 组内编号计算公式：number = group * 8 + X

综上：pin = bank * 32 + (group * 8 + X)

以 GPIO1_C7_d 为例说明，其中：

bank ：1
group ：2 (A=0, B=1, C=2, D=3)
X ：7

所以 GPIO1_C7_d 的引脚编号为：1 x 32 + ( 2 x 8 + 7 ) = 55

查看设备目录

在 /sys/class/gpio 目录中，每个 GPIO 设备都有其自己的文件夹。这些文件夹的名称是 gpio 加上引脚编号，例如 /sys/class/gpio/gpio55 表示引脚编号为 55 的引脚，即 GPIO1_C7_d。您可使用如下命令查看：

# ls /sys/class/gpio/

gpio55 gpiochip96 gpiochip0 gpiochip128 unexport export gpiochip32

查看设备属性

在这些设备目录中，您还可以找到与 GPIO 引脚相关的控制文件，包括方向、值和中断等。每个GPIO设备目录中都包含一组属性文件，这些属性文件用于配置和管理GPIO引脚。您可以在GPIO设备目录中使用如下命令查看：

查看gpio55设备的属性文件

# echo 55 > /sys/class/gpio/export

# cd gpio55

# ls

value power subsystem active_low

uevent edge device direction

属性文件通过使用这些属性文件，您可以轻松地配置和控制GPIO引脚，使其适应不同的应用场景和需求。其中一些关键的属性包括：
方向（direction）：
配置为输入：in
配置为输出：out
值（value）：
输出低电平：0
输出高电平：1
中断边沿（edge）：
上升沿触发：rising
下降沿触发：falling
双边沿触发：both
禁用中断：none

控制GPIO引脚电平

设备的属性文件就相当于一个函数的参数接口。对于 /sys/class/gpio/gpio55/value ，每次对文件执行写入操作时，会触发驱动代码，使用这次写入的内容作为参数来修改 gpio55 的引脚电平；而每次读取操作时，则触发驱动代码将当前 gpio55 的引脚电平更新到 /sys/class/gpio/gpio55/value 文件。

导出gpio55到用户空间

echo 55 > /sys/class/gpio/export

读取 GPIO1_C7_d 引脚电平

echo 55 > /sys/class/gpio/export

echo in > /sys/class/gpio/gpio55/direction

cat /sys/class/gpio/gpio55/value

控制 GPIO1_C7_d 引脚电平

echo out > /sys/class/gpio/gpio55/direction

echo 1 > /sys/class/gpio/gpio55/value

echo 0 > /sys/class/gpio/gpio55/value

取消导出gpio55到用户空间

echo 55 > /sys/class/gpio/unexport

控制gpio的python程序

这段代码使用 periphery 库在 Python 中打开两个 GPIO 引脚，Write_GPIO 用于输出，Read_GPIO 用于输入。

Write_GPIO = GPIO(Write_Pin, "out")

Read_GPIO = GPIO(Read_Pin, "in")

这段代码使用 Write_GPIO 对象将逻辑值 True 写入 GPIO 引脚实现引脚输出高电平，将逻辑值 False 写入 GPIO 引脚实现引脚输出低电平。

Write_GPIO.write(True)

....

Write_GPIO.write(False)

这段代码通过读取 Read_GPIO 引脚的状态，并将其打印出来。Read_GPIO.read() 返回引脚的电平状态（高电平为 True，低电平为 False）。

pin_state = Read_GPIO.read()

print(f"Pin state: {pin_state}")

实验

使用 nano 工具在终端创建 py 文件，粘贴并保存 python 程序

# nano gpio.py

运行程序

# python3 gpio.py

实验现象55、54引脚无连接：55、54引脚相接。

控制gpio的c程序

通过附件中的c程序，可以实现 GPIO 引脚的电平控制。接下来我们对程序进行解读。

1.导出引脚到用户空间

这段代码通过读取用户输入的引脚编号，打开 /sys/class/gpio/export 文件，并写入该编号，实现了 GPIO 引脚的导出操作。

printf("Please enter the GPIO pin number: ");

scanf("%d", &gpio_pin);

FILE *export_file = fopen("/sys/class/gpio/export", "w");

if (export_file == NULL) {

perror("Failed to open GPIO export file");

return -1;

}

fprintf(export_file, "%d", gpio_pin);

fclose(export_file);

2.配置GPIO方向

这段代码通过打开 /sys/class/gpio/gpiox/direction 文件，并写入 "out"，确保了 GPIO 引脚被设置为输出模式。如需配置为输入模式，则写入 “in”。

char direction_path[50];

snprintf(direction_path, sizeof(direction_path), "/sys/class/gpio/gpio%d/direction", gpio_pin);

FILE *direction_file = fopen(direction_path, "w");

if (direction_file == NULL) {

perror("Failed to open GPIO direction file");

return -1;

}

fprintf(direction_file, "out");

fclose(direction_file);

3.控制引脚输出电平

这段代码用于控制 GPIO 引脚的电平。首先，需要打开 /sys/class/gpio/gpiox/value 文件，该文件用于设置 GPIO 引脚的电平值。在一个循环中，我们通过向文件依次写入 “1” 和 “0” 实现对引脚的控制，再调用 cat 命令查看 value 中存储的值，检查是否写入成功。

注意，标准C库通常使用缓冲区来提高文件操作的效率，而不是每次写入都立即将数据写入磁盘文件。这就意味着，尽管你调用了 fprintf 来写入数据，数据实际上可能会被暂时保存在缓冲区中，并且不会立即写入文件。如果你希望确保数据被立即写入文件，你可以使用 fflush 函数来刷新缓冲区，这样可以强制将缓冲区中的数据写入文件，或每次都使用 fopen->fprintf->fclose 的方式写入。

char value_path[50];

char cat_command[100];

snprintf(value_path, sizeof(value_path), "/sys/class/gpio/gpio%d/value", gpio_pin);

snprintf(cat_command, sizeof(cat_command), "cat %s", value_path);

FILE *value_file = fopen(value_path, "w");

if (value_file == NULL) {

perror("Failed to open GPIO value file");

return -1;

}

for (int i = 0; i < 3; i++) {

fprintf(value_file, "1");

fflush(value_file);

system(cat_command);

sleep(1);

fprintf(value_file, "0");

fflush(value_file);

system(cat_command);

sleep(1);

}

fclose(value_file);

4.取消导出引脚

这段代码通过打开 /sys/class/gpio/unexport 文件，并写入 GPIO 引脚的编号，实现了 GPIO 引脚的取消导出操作。

FILE *unexport_file = fopen("/sys/class/gpio/unexport", "w");

if (unexport_file == NULL) {

perror("Failed to open GPIO unexport file");

return -1;

}

fprintf(unexport_file, "%d", gpio_pin);

fclose(unexport_file);

5.交叉编译

指定交叉编译工具首先，我们要将交叉编译工具的路径添加到系统的 PATH 环境变量中，以便可以在任何地方使用交叉编译工具，您可以在shell配置文件中添加以下行（通常是 ~/.bashrc 或 ~/.bash_profile 或 ~/.zshrc，具体取决于您使用的shell），注意 PATH= 后的路径为交叉编译工具所在的目录。
gcc路径
打开shell配置文件
将交叉编译工具的路径添加到系统的PATH环境变量中，将 <SDK Directory> 修改为自己的 SDK 路径，如 /home/luckfox/luckfox-pico/
重新加载shell配置文件，使更改生效

<SDK Directory>/tools/linux/toolchain/arm-rockchip830-linux-uclibcgnueabihf/bin/arm-rockchip830-linux-uclibcgnueabihf-gcc

vi ~/.bashrc

export PATH=<SDK Directory>/tools/linux/toolchain/arm-rockchip830-linux-uclibcgnueabihf/bin:$PATH

source ~/.bashrc