Linux下控制GPIO的方法

在Linux系统中控制GPIO（通用输入输出）主要有以下几种方法，适用于不同场景和需求：

一、通过 sysfs接口 (传统方式，适用于大多数情况)

路径：/sys/class/gpio/
步骤：

1. 导出GPIO引脚

   echo <gpio_number> > /sys/class/gpio/export
   

   示例：

   echo 17 > /sys/class/gpio/export  # 导出GPIO17
   

2. 设置方向（输入/输出）

   echo out > /sys/class/gpio/gpio17/direction  # 设置为输出
   echo in > /sys/class/gpio/gpio17/direction   # 设置为输入
   

3. 读写GPIO值

   • 输出模式：
     bash echo 1 > /sys/class/gpio/gpio17/value # 输出高电平 echo 0 > /sys/class/gpio/gpio17/value # 输出低电平
   • 输入模式：
     bash cat /sys/class/gpio/gpio17/value # 读取当前电平

4. 取消导出

   echo <gpio_number> > /sys/class/gpio/unexport
   

注意：
- 需要root权限或用户加入gpio组。
- 引脚编号可能是硬件编号（如BCM2835的GPIO17）或系统编号（需查阅文档）。

二、通过 libgpiod库 (推荐，较新的方式)

适用场景：较新的Linux内核（4.8+）或嵌入式平台（如树莓派4B）。
安装：

sudo apt install gpiod libgpiod-dev  # Debian/Ubuntu

常用命令工具：
1. 查看可用GPIO：
bash gpiodetect 2. 设置/读取GPIO：
bash gpioset <chip> <offset>=1 # 设置GPIO为高电平 gpioget <chip> <offset> # 读取GPIO值 示例：
bash gpioset gpiochip0 17=1 # 设置GPIO17高电平

编程示例（C语言）：

#include <gpiod.h>
int main() {
    struct gpiod_chip *chip = gpiod_chip_open("/dev/gpiochip0");
    struct gpiod_line *line = gpiod_chip_get_line(chip, 17);
    gpiod_line_request_output(line, "example", 0);
    gpiod_line_set_value(line, 1);  // 输出高电平
    gpiod_line_release(line);
    gpiod_chip_close(chip);
    return 0;
}

三、通过 WiringPi库 (树莓派传统方式)

适用场景：树莓派传统项目（已停止维护，建议优先用libgpiod）。
安装：

sudo apt install wiringpi

使用示例：

gpio mode 17 out    # 设置GPIO17为输出
gpio write 17 1     # 输出高电平
gpio read 17        # 读取值

四、通过 设备树（Device Tree）配置

适用场景：嵌入式开发，需在启动时配置GPIO状态（如默认上拉/下拉）。
步骤：
1. 修改设备树文件（.dts），添加GPIO配置：
dts gpio-keys { button { label = "USER_BUTTON"; gpios = <&gpio0 17 GPIO_ACTIVE_LOW>; }; }; 2. 编译并加载设备树。

五、通过 Python脚本

1. 使用RPi.GPIO（树莓派专用）：
   python import RPi.GPIO as GPIO GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(17, GPIO.OUT) GPIO.output(17, GPIO.HIGH)
2. 使用gpiod（跨平台推荐）：
   python import gpiod chip = gpiod.Chip('gpiochip0') line = chip.get_line(17) line.request(consumer="example", type=gpiod.LINE_REQ_DIR_OUT) line.set_value(1)

常见问题解决

1. 权限不足：

   • 将用户加入gpio组：sudo usermod -aG gpio $USER
   • 或使用sudo执行命令。

2. GPIO编号错误：

   • 查阅硬件手册确认物理引脚和GPIO编号的映射（如树莓派BCM编号）。

3. sysfs接口不存在：

   • 确认内核配置了CONFIG_GPIO_SYSFS，或改用libgpiod。

总结建议

• 推荐方法：优先使用libgpiod（现代、稳定、跨平台）。
• 快速调试：用sysfs或gpioset/gpioget命令行工具。
• 嵌入式开发：结合设备树配置启动状态。

根据具体硬件和内核版本选择最适合的方式即可。