全志R128 SDK HAL 模块开发指南——GPIO

2024-03-28 14:20
文章标签 模块 sdk 开发 指南 hal gpio 全志 r128

本文主要是介绍全志R128 SDK HAL 模块开发指南——GPIO，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

GPIO

模块介绍

整个 GPIO 控制器由数字部分（GPIO 和外设接口）以及 IO 模拟部分（输出缓冲，双下拉，引脚Pad）组成。其中数字部分的输出可以通过 MUX 开关选择，模拟部分可以用来配置上下拉，驱动能力以及引脚输出电压等等。具体的规格如下：

  • 可以在软件上配置各个引脚的状态
  • 每个引脚都可以触发中断
  • 可以配置 上拉/下拉/无上下拉 三种状态
  • 每个引脚都可以配置 4 种驱动能力
  • 可以配置边缘中断触发
  • 最高 99 个中断

模块配置

其 menuconfig 的配置如下：

Kernel Setup --->Drivers Setup --->SoC HAL Drivers --->GPIO devices --->[*] enable GPIO driver[*] enbale GPIO hal APIs Test command

源码结构

GPIO 模块源码结构如下所示：

rtos-hal/source/gpio/
│-- gpio.h                 # 模块内部公共头文件
│-- hal_gpio.c             # 公共操作接口
├─  sun20iw2               # sun20iw2 平台的实现│---- gpio-sun20iw2.c  # GPIO具体实现│---- platform-gpio.h  # 实现头文件include/hal/               # 驱动APIs声明头文件
└── hal_gpio.h
  • platform-gpio.h 主要包含 GPIO 控制器基地址、GPIO 中断号、pin 的声明等信息
  • gpio-sun20iw2.c 主要包含每个平台的 GPIO 描述符配置

模块接口说明

数据结构

由于 GPIO 需要配置每个引脚的引脚复用功能，中断类型，驱动能力，上下拉，输出/输入数据，输入/输出方向等等，所以对 GPIO 的这些配置都封装在一个 enum 枚举结构里面，方便使用。下面是一些配置的定义。想要了解更多的可以到 hal_gpio.h 查看

在这里插入图片描述

引脚定义 gpio_pin_t

该枚举定义了可用的每个引脚定义，在配置引脚的时候将相关参数传入则可，具体定义如下：

typedef enum
{GPIO_PC0 = GPIOC(0),GPIO_PC1 = GPIOC(1),GPIO_PC2 = GPIOC(2),GPIO_PC3 = GPIOC(3),...GPIO_PL0 = GPIOL(0),GPIO_PL1 = GPIOL(1),GPIO_PL2 = GPIOL(2),GPIO_PL3 = GPIOL(3),GPIO_PL4 = GPIOL(4),GPIO_PL5 = GPIOL(5),
} gpio_pin_t;
引脚驱动能力 gpio_driving_level_t

该枚举定义了引脚的驱动能力的值，具体定义如下：

typedef enum
{GPIO_DRIVING_LEVEL0 = 0, /**< Defines GPIO driving current as level0. */GPIO_DRIVING_LEVEL1 = 1, /**< Defines GPIO driving current as level1. */GPIO_DRIVING_LEVEL2 = 2, /**< Defines GPIO driving current as level2. */GPIO_DRIVING_LEVEL3 = 3  /**< Defines GPIO driving current as level3. */
} gpio_driving_level_t;
引脚上下拉 gpio_pull_status_t

该枚举定义了引脚的上下拉的值，具体定义如下：

typedef enum
{GPIO_PULL_DOWN_DISABLED = 0, /**< Defines GPIO pull up and pull down disable.*/GPIO_PULL_UP = 1,            /**< Defines GPIO is pull up state. */GPIO_PULL_DOWN = 2,          /**< Defines GPIO is pull down state. */
} gpio_pull_status_t;
引脚数据 gpio_data_t

该枚举定义引脚的输入输出数据，具体定义如下：

typedef enum
{GPIO_DATA_LOW = 0, /**< GPIO data low. */GPIO_DATA_HIGH = 1 /**< GPIO data high. */
} gpio_data_t;
引脚电压能力 gpio_power_mode_t

该枚举定义了引脚的电压模式，可以配置成 1.8V 和 3.3V，具体定义如下

typedef enum
{POWER_MODE_330 = 0,POWER_MODE_180 = 1
} gpio_power_mode_t;
中断模式 gpio_interrupt_mode_t

该枚举定义了引脚的中断模式，具体定义如下：

typedef enum
{IRQ_TYPE_NONE = 0x00000000,IRQ_TYPE_EDGE_RISING = 0x00000001,IRQ_TYPE_EDGE_FALLING = 0x00000002,IRQ_TYPE_EDGE_BOTH = (IRQ_TYPE_EDGE_FALLING | IRQ_TYPE_EDGE_RISING),IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH = 0x00000004,IRQ_TYPE_LEVEL_LOW = 0x00000008,
} gpio_interrupt_mode_t;

GPIO 驱动初始化

函数原型：

int hal_gpio_init(void);

参数：

  • 无

返回值

  • true：合法
  • false：非法
    在这里插入图片描述

判断 GPIO 的合法性

函数原型：

bool hal_gpio_check_valid(gpio_pin_t pin);

参数：

  • pin：id

返回值

  • true：合法
  • false：非法

获取指定 GPIO 的电平状态

函数原型：

int hal_gpio_get_data(gpio_pin_t pin, gpio_data_t *data);

参数：

  • pin：pin id
  • data：存放数据的指针变量

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

设置指定 GPIO 的电平状态

函数原型：

int hal_gpio_set_data(gpio_pin_t pin, gpio_data_t data);

参数：

  • pin：pin id
  • 需设置的电平高低

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

设置指定 GPIO 的 IO 模式

函数原型：

int hal_gpio_set_direction(gpio_pin_t pin, gpio_direction_t direction);

参数：

  • pin：pin id
  • direction：需设置的 IO 模式

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

获取指定 GPIO 的 IO 模式

函数原型：

int hal_gpio_get_direction(gpio_pin_t pin, gpio_direction_t *direction);

参数：

  • pin：pin id
  • direction：存放IO的指针变量

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

设置指定 GPIO 的上下拉状态

函数原型：

int hal_gpio_set_pull(gpio_pin_t pin, gpio_pull_status_t pull);

参数：

  • pin：pin id
  • pull：需设置的上下拉状态

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

获取指定 GPIO 的上下拉状态

函数原型：

int hal_gpio_get_pull(gpio_pin_t pin, gpio_pull_status_t *pull);

参数：

  • pin：pin id
  • pull：存放上下拉状态的指针变量

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

设置指定 GPIO 的驱动能力

函数原型：

int hal_gpio_set_driving_level(gpio_pin_t pin, gpio_driving_level_t level);

参数：

  • pin：pin id
  • level：需设置的驱动能力

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

获取指定 GPIO 的驱动能力

函数原型：

int hal_gpio_get_driving_level(gpio_pin_t pin, gpio_driving_level_t *level);

参数：

  • pin：pin id
  • level：存放驱动能力的指针变量

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

设置指定 GPIO 的复用功能

函数原型：

int hal_gpio_pinmux_set_function(gpio_pin_t pin, gpio_muxsel_t function_index);

参数：

  • pin：pin id
  • function_index：需设置的复用功能

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

获取指定 GPIO 的复用功能

函数原型：

int hal_gpio_pinmux_get_function(gpio_pin_t pin, gpio_muxsel_t *function_index);

参数：

  • pin：pin id
  • function_index：需设置的复用功能的指针变量

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

设置指定 GPIO 组的电压模式

函数原型：

int hal_gpio_sel_vol_mode(gpio_pin_t pins, gpio_power_mode_t pm_sel);

参数：

  • pin：pin id
  • pm_sel：需设置的电压模式

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

设置指定 GPIO 组的中断采样频率

函数原型：

int hal_gpio_set_debounce(gpio_pin_t pin, unsigned value);

参数：

  • pin：pin id
  • value：需设置的值（bit0-clock select; bit6:4-clock pre-scale）

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

获取指定 GPIO 的 IRQ 中断号

函数原型：

int hal_gpio_to_irq(gpio_pin_t pin, uint32_t *irq);

参数：

  • pin：pin id
  • irq：存放中断号的指针变量

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

GPIO 中断申请

函数原型：

int hal_gpio_irq_request(uint32_t irq, hal_irq_handler_t hdle, unsigned long flags, void *data);

参数：

  • irq：中断号
  • hdle：中断处理函数
  • flag：中断触发模式
  • data：数据指针

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

GPIO 中断释放

函数原型：

int hal_gpio_irq_free(uint32_t irq);

参数：

  • irq：中断号

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

使能 GPIO 中断

函数原型：

int hal_gpio_irq_enable(uint32_t irq);

参数：

  • irq：中断号

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

关闭 GPIO 中断

函数原型：

int hal_gpio_irq_disable(uint32_t irq);

参数：

  • irq：中断号

返回值

  • -1：失败
  • 0：成功

模块使用范例

#include <stdint.h>#include <hal_log.h>
#include <hal_cmd.h>
#include <hal_interrupt.h>
#include <hal_gpio.h>#include <hal_gpio.h>#define GPIO_TEST		GPIO_PA1          // 待测试的 GPIO
#define GPIO_PORT_MAX (8)static int pins_number[GPIO_PORT_MAX] = {22, /* PA pins num */12, /* PC pins num */23, /* PD pins num */18, /* PE pins num */7,  /* PF pins num */8,  /* PG pins num */16, /* PH pins num */5,  /* PI pins num */
};static void cmd_usage(void)
{printf("Usage:\n""\t hal_gpio_cmd <cmd> <gpio> <arg>\n");
}enum {GPIO_CMD_SET_VOL = 0,
};static hal_irqreturn_t gpio_irq_test(void *data)
{hal_log_info("fake gpio interrupt handler");return 0;
}int cmd_test_gpio(int argc, char **argv)
{uint32_t irq;int ret = 0;gpio_pull_status_t pull_state;gpio_direction_t gpio_direction;gpio_data_t gpio_data;gpio_muxsel_t function_index;hal_gpio_get_pull(GPIO_TEST, &pull_state);hal_gpio_get_direction(GPIO_TEST, &gpio_direction);hal_gpio_get_data(GPIO_TEST, &gpio_data);hal_gpio_pinmux_get_function(GPIO_TEST,&function_index);hal_log_info("Original: pin: %d pull state: %d, dir: %d, data: 0x%0x, function_index: %d",GPIO_TEST, pull_state, gpio_direction, gpio_data, function_index);hal_log_info("Setting: pin: %d pull state: %d, dir: %d, data: 0x%x, function_index: %d",GPIO_TEST, GPIO_PULL_UP, GPIO_DIRECTION_OUTPUT, GPIO_DATA_HIGH, GPIO_MUXSEL_OUT);hal_gpio_set_pull(GPIO_TEST, GPIO_PULL_UP);hal_gpio_set_direction(GPIO_TEST, GPIO_DIRECTION_OUTPUT);hal_gpio_set_data(GPIO_TEST, GPIO_DATA_HIGH);hal_gpio_pinmux_set_function(GPIO_TEST,GPIO_MUXSEL_OUT);hal_gpio_get_pull(GPIO_TEST, &pull_state);hal_gpio_get_direction(GPIO_TEST, &gpio_direction);hal_gpio_get_data(GPIO_TEST, &gpio_data);hal_gpio_pinmux_get_function(GPIO_TEST,&function_index);hal_log_info("Results: pin: %d pull state: %d, dir: %d, data: 0x%0x, function_index: %d",GPIO_TEST, pull_state, gpio_direction, gpio_data, function_index);if (pull_state == GPIO_PULL_UP&& gpio_direction == GPIO_DIRECTION_OUTPUT&& gpio_data == GPIO_DATA_HIGH&& function_index == GPIO_MUXSEL_OUT){hal_log_info("Test hal_gpio_set_pull API success!");hal_log_info("Test hal_gpio_set_direction API success!");hal_log_info("Test hal_gpio_set_data API success!");hal_log_info("Test hal_gpio_pinmux_set_function API success!");hal_log_info("Test hal_gpio_get_pull API success!");hal_log_info("Test hal_gpio_get_direction API success!");hal_log_info("Test hal_gpio_get_data API success!");hal_log_info("Test hal_gpio_pinmux_get_function API success!");} else {hal_log_err("Test API fail");goto failed;}ret = hal_gpio_to_irq(GPIO_TEST, &irq);if (ret < 0){hal_log_err("gpio to irq error, irq num:%d error num: %d", irq, ret);goto failed;} else {hal_log_info("Test hal_gpio_to_irq API success!");}ret = hal_gpio_irq_request(irq, gpio_irq_test, IRQ_TYPE_EDGE_RISING, NULL);if (ret < 0){hal_log_err("request irq error, irq num:%d error num: %d", irq, ret);goto failed;} else {hal_log_info("Test hal_gpio_irq_request API success!");}ret = hal_gpio_irq_enable(irq);if (ret < 0){hal_log_err("request irq error, error num: %d", ret);goto failed;} else {hal_log_info("Test hal_gpio_irq_enable API success!");}ret = hal_gpio_irq_disable(irq);if (ret < 0){hal_log_err("disable irq error, irq num:%d, error num: %d", irq, ret);goto failed;} else {hal_log_info("Test hal_gpio_irq_disable API success!");}ret = hal_gpio_irq_free(irq);if (ret < 0){hal_log_err("free irq error, error num: %d", ret);goto failed;} else {hal_log_info("Test hal_gpio_irq_free API success!");}hal_log_info("Test gpio hal APIs success!");return 0;failed:hal_log_err("Test gpio hal APIs failed!");return -1;
}int cmd_test_gpio_all(int argc, char **argv)
{int i = 0;int j =0;int cnt = 0;int ret = 0;uint32_t irq;gpio_pin_t pin;gpio_pull_status_t pull_state;gpio_direction_t gpio_direction;gpio_data_t gpio_data;hal_log_info("The program will test all gpio hal APIs ...\n");for(i = 0; i < GPIO_PORT_MAX; i++){for(j = 0; j < pins_number[i]; j++){switch(i){case 0: pin = GPIOA(j); break;case 1: pin = GPIOC(j); break;case 2: pin = GPIOD(j); break;case 3: pin = GPIOE(j); break;case 4: pin = GPIOF(j); break;case 5: pin = GPIOG(j); break;case 6: pin = GPIOH(j); break;case 7: pin = GPIOI(j); break;default: break;}hal_log_info("Setting: pull state: %d, dir: %d, data: 0x%x, pin: %d",GPIO_PULL_DOWN, GPIO_DIRECTION_INPUT, GPIO_DATA_LOW, pin);hal_gpio_set_pull(pin, GPIO_PULL_DOWN);hal_gpio_set_direction(pin, GPIO_DIRECTION_INPUT);hal_gpio_set_data(pin, GPIO_DATA_LOW);hal_gpio_get_pull(pin, &pull_state);hal_gpio_get_direction(pin, &gpio_direction);hal_gpio_get_data(pin, &gpio_data);hal_log_info("Results: pull state: %d, dir: %d, data: 0x%0x",pull_state, gpio_direction, gpio_data);if(pull_state != GPIO_PULL_DOWN|| gpio_direction != GPIO_DIRECTION_INPUT|| gpio_data != GPIO_DATA_LOW)goto failed;ret = hal_gpio_to_irq(pin, &irq);if(ret < 0)goto failed;ret = hal_gpio_irq_request(irq, gpio_irq_test, IRQ_TYPE_EDGE_FALLING, NULL);if(ret < 0)goto failed;ret = hal_gpio_irq_enable(irq);if(ret < 0)goto failed;ret = hal_gpio_irq_disable(irq);if(ret < 0)goto failed;ret = hal_gpio_irq_free(irq);if(ret < 0)goto failed;cnt++;hal_log_info("Test-%d: gpio pin %d hal success!\n", cnt, pin);}}hal_log_info("Test all gpio hal APIs success, cnt: %d!", cnt);return 0;failed:hal_log_err("Test all gpio hal APIs failed!");return -1;
}int cmd_test_gpio_cmd(int argc, char **argv)
{int cmd, gpio, arg;if (argc != 4)cmd_usage();cmd = strtol(argv[1], NULL, 0);gpio = strtol(argv[2], NULL, 0);arg = strtol(argv[3], NULL, 0);switch (cmd) {case GPIO_CMD_SET_VOL:hal_gpio_sel_vol_mode(gpio, arg);break;default:break;}return 0;
}FINSH_FUNCTION_EXPORT_ALIAS(cmd_test_gpio, hal_gpio, gpio hal APIs tests);
FINSH_FUNCTION_EXPORT_ALIAS(cmd_test_gpio_cmd, hal_gpio_cmd, gpio hal APIs tests with cmd);
FINSH_FUNCTION_EXPORT_ALIAS(cmd_test_gpio_all, hal_gpio_all, gpio hal all APIs tests);

这篇关于全志R128 SDK HAL 模块开发指南——GPIO的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/855846。

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