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GPIO（General Purpose Input Output）是嵌入式系统中非常常见的一种硬件资源，它允许开发者直接控制微处理器或微控制器的引脚。通过设置这些引脚的状态，可以实现对硬件设备的控制，如LED灯的开关、传感器数据的读取等。
GPIO基础知识
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输入模式：
- 当配置为输入模式时，GPIO可以用来检测外部信号的变化。例如，可以通过连接一个按钮来检测用户是否按下了这个按钮。
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输出模式：
- 在输出模式下，GPIO可以用来发送信号到外部设备。比如，可以通过GPIO输出高电平或低电平来点亮或熄灭一个LED。
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上下拉电阻：
- 为了防止GPIO在未连接或浮空状态下产生不确定的电压值，通常会使用内部或外部的上拉或下拉电阻。上拉电阻将引脚拉至高电平，而下拉电阻则将其拉至低电平。
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中断功能：
- GPIO还支持中断功能，这意味着当外部信号发生变化时，可以触发中断，从而执行相应的中断服务程序。
嵌入式Linux中的GPIO编程
在嵌入式Linux系统中，GPIO编程可以通过多种方式实现，包括传统的文件操作接口和更现代的sysfs接口，以及通过编程语言提供的库函数进行操作。
使用sysfs接口
Linux内核提供了一个名为sysfs的虚拟文件系统，它允许用户空间的应用程序通过文件操作的方式来控制GPIO。以下是使用sysfs接口控制GPIO的基本步骤：
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导出GPIO：
echo <gpio_number> > /sys/class/gpio/export其中
<gpio_number>是你想要控制的GPIO编号。 -
设置GPIO方向：
echo in > /sys/class/gpio/gpio<gpio_number>/direction # 或者 echo out > /sys/class/gpio/gpio<gpio_number>/direction -
读取或写入GPIO值：
- 对于输入GPIO：
cat /sys/class/gpio/gpio<gpio_number>/value - 对于输出GPIO：
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio<gpio_number>/value # 或者 echo 0 > /sys/class/gpio/gpio<gpio_number>/value
- 对于输入GPIO：
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撤销导出GPIO：
echo <gpio_number> > /sys/class/gpio/unexport
使用编程语言库
对于更高级的应用开发，可以使用C语言、Python等编程语言提供的库来操作GPIO。例如，在Python中，可以使用RPi.GPIO库来控制树莓派上的GPIO。
注意事项
- 在使用GPIO之前，请确保你了解所使用的嵌入式板卡的GPIO映射关系。
- 操作GPIO时要注意电流限制，避免损坏硬件。
- 对于初学者来说，建议从简单的实验开始，如点亮LED或读取按钮状态，逐步深入理解GPIO的工作原理。
通过上述方法，你可以开始在嵌入式Linux系统上进行GPIO编程，实现与物理世界的交互。