Linux下C语言编程（1）：IO编程「建议收藏」

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

笔者今天来讲讲Linux下IO口的使用。用的硬件是三大开源器件之一的BeagleBone（狗骨头）。

（PS 三大开源器件：树莓派、Arduino和Beagle Bone）

在这里插入图片描述

硬件介绍

TI公司的AM3358 集成 1G MHz ARM Cortex™ A8 内核，
4GB eMMC Flash 存储器
512MB DDR3 SDRAM 存储器，
集成 NEON™ SIMD 协处理器，集成 SGX 530 图形引擎，集成可编程实时单元子系统，集成 32KB 指令缓存和 32KB 数据缓存，支持奇偶校验，集成 256KB 二级缓存，支持错误校验码
一个 HDMI D type 接口（ 16 位色输出，支持音频输出），一个 10/100M 以太网接口（ RJ45 连接器），一个集成了 PHY 的高速 USB 2.0 OTG 接口（ Mini USB B 型连接器），一个集成了 PHY 的高速 USB 2.0 HOST 接口（ USB A 型连接器），一个 TF 卡接口（兼容 SD/MMC，一个 3 线调试串口（ 6 pin 2.54 间距连接器）
一个 HDMI D type 接口，两个扩展接口，可扩展 LCD 、 UART 、 eMMC 、 ADC 、 I2C 、 SPI 和 PWM 等接，一个 JTAG 接口（ 20 pin 标准接口，默认未焊接连接器）

软件使用

使用的 Eclipse C/C++ 来进行操作。
如果不懂如何利用Eclipse操作的话，推荐看这两篇博客介绍。
Eclipse 进行Linux远程开发
 Eclipse 远程Debug调试C程序
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IO口的使用

在使用GPIO的时候，首先需要查看一下当前哪些IO口可以直接使用。在 /sys/class/gpio下面，

引脚分配图如下：
在这里插入图片描述
如果要使用的IO口没有找到，则需要使用export指令将IO口导成用户可以使用的状态，这个时候就可以发现多了一个要使用的IO口的目录。

在这个目录里面就可以直接操作IO口，设置输入输出，查看当前值。

在这里插入图片描述
之前听到过一句很经典的话，Linux下一切皆文件，所以IO设备也当文件处理即可。

1. IO口初始化

编写思路同上文讲的一样，注意的一点是操作的IO口的路径要写正确。

a. 首先要export对应的端口，现在用fopen fwrite函数来写入对应的端口名。
b. 设置输出还是输入模式。同样使用文件操作函数进行，写入out/in即可。

//头文件定义设备路径

#ifndef _IO_H_
#define _IO_H_

#include "stdio.h"
#include "string.h"
#include "time.h"
#include "unistd.h"
#define GPIO_DIR "/sys/class/gpio/"


void GPIOInit(int PinName,int InOrOut);
void SetGPIO(int PinName);
void ResetGPIO(int PinName);
unsigned char ReadGPIO(int PinName);

#endif

//.c文件函数实现
void GPIOInit(int PinName,int InOrOut)  //1代表输出，0代表输入
{ 
   
	FILE *stream = NULL;
	char Path[50];
	char Temp[20];
	
	stream = fopen(GPIO_DIR"export","w");
	sprintf(Temp,"%d",PinName);

	fwrite(Temp,sizeof(int),2,stream);
	fclose(stream);
	if(InOrOut==1)
	{ 
   
        sprintf(Path,"%s%s%d%s",GPIO_DIR,"gpio",PinName,"/direction");
        stream = fopen(Path,"r+");    //已存在文件并且可以读写
		fwrite("out",sizeof(char),3,stream);
		fclose(stream);
	}
	else
	{ 
   
		sprintf(Path,"%s%s%d%s",GPIO_DIR,"gpio",PinName,"/direction");
		stream = fopen(Path,"w+");   //新建文件并且读写
		fwrite("in",sizeof(char),2,stream);
		fclose(stream);
	}
}

2. IO口输出

通过fwrite函数对IO设备文件写入1或者0，即可设置IO口高低电平

void SetGPIO(int PinName)
{ 
   
	FILE *stream = NULL;
	char Path[50];
	
	sprintf(Path,"%s%s%d%s",GPIO_DIR,"gpio",PinName,"/value");

	stream = fopen(Path,"w+");
	fwrite("1",sizeof(char),1,stream);
	printf("On\n");
	fclose(stream);
}


void ResetGPIO(int PinName)
{ 
   
	FILE *stream = NULL;
	char Path[50];
	
	sprintf(Path,"%s%s%d%s",GPIO_DIR,"gpio",PinName,"/value");

	stream = fopen(Path,"w+");
	fwrite("0",sizeof(char),1,stream);   //设置GPIO高低电平
	printf("Off\n");
	fclose(stream);
}

3. IO口输入

读IO口电平状态使用fread函数或者fscanf函数都可以

unsigned char ReadGPIO(int PinName)
{ 
   
	FILE *stream = NULL;
	char Path[50];
	char Temp;
	
	sprintf(Path,"%s%s%d%s",GPIO_DIR,"gpio",PinName,"/value");

	stream = fopen(Path,"w+");  //w+,新建文件并且读写，r+存在文件，且读写
    //fscanf(stream,"%s",Temp);
	fread(&Temp,sizeof(char),1,stream);   //扫描或者读端口数据都可以
    fclose(stream);

    return Temp;

}