学习Linux（33）控制蜂鸣器

GPIO子系统
GPIO是General Purpose I/O的缩写，即通用输入输出端口，简单来说就是MCU/CPU可控制的引脚，这些引脚通常有多种功能，最基本的是高低电平输入检测和输出，部分引脚还会与主控器的片上外设绑定，如作为串口、I2C、网络、电压检测的通讯引脚。
与LED子系统类似，Linux提供了GPIO子系统驱动框架，使用该驱动框架可以把CPU的GPIO引脚导出到用户空间，用户通过访问/sys文件系统进行控制，GPIO子系统支持把引脚用于基本的输入输出功能，其中输入功能还支持中断检测。在Linux内核源码的“Documentation/gpio”目录可找 到关于GPIO子系统的说明。
GPIO驱动子系统导出到用户空间的目录是“/sys/class/gpio

#在主机或开发板的终端使用以下命令查看
ls -lh /sys/class/gpio
#以下命令不支持在Ubuntu主机上运行
#导出GPIO到用户空间
echo 19 > /sys/class/gpio/export
#查看目录的变化，增加了gpio19目录
ls /sys/class/gpio/#把gpio19从用户空间中取消导出
echo 19 > /sys/class/gpio/unexport
#查看目录变化，gpio19目录消失了
ls /sys/class/gpio/

常用的属性文件介绍如下：
direction文件：表示GPIO引脚的方向，它的可取值如下：
in：引脚为输入模式。
out：引脚为输出模式，且默认输出电平为低。
low：引脚为输出模式，且默认输出电平为低。
high：引脚为输出模式，且默认输出电平为高。
value文件：表示GPIO的电平，1表示高电平，0表示低电平。GPIO被配置为输出 模式， 那么修改该文件的内容可以改变引脚的电平。
edge文件：用于配置GPIO的中断触发方式，当GPIO被配置为中断时，可以通过系统 的poll函数监听。edge文件可取如下的属性值：
none：没有使用中断模式。
rising：表示引脚为中断输入模式，上升沿触发。
falling：表示引脚为中断输入模式，下降沿触发。
both：表示引脚为中断输入模式，边沿触发。

引脚编号转换
i.MX6ULL芯片GPIO引脚名格式通常为GPIOn_IOx，如此处的GPIO1_19或GPIO4_IO20等等，其 中n是端口号，x为该组端口的引脚号，本开发板采用的芯片有15组端口，每组端口包含的引脚从031不等。 本开发板中export文件使用的编号index与GPIO引脚名的转换关系如下：
index = GPIOn_IOx = (n-1)*32 + x
例如蜂鸣器使用的引脚编号为：index = GPIO1_19 = (1-1)*32 +19 = 19。
又例如GPIO4_IO20的编号为：index = GPIO4_IO20 = (4-1)*32+20=116。
要注意并不是所有的引脚都能通过export文件导出到用户空间的，例 如GPIO4_IO20引脚已经被用在了LED设备上。

编译过后，使用程序控制蜂鸣器开关。。。但是为什么用 gcc 编译出来也能正常使用。

bsp_beep.h
#ifndef _BSP_BEEP_H_
#define _BSP_BEEP_H_

//蜂鸣器的GPIO引脚号
//imx6的计算方式，GPIOn_IOx = (n-1)*32 + x
//如GPIO1_IO19 = (1-1)*32 + 19 = 19
#define BEEP_GPIO_INDEX 	"19"

/**
* @brief  初始化蜂鸣器gpio相关
* @return
*     @arg 0，正常
*     @arg 1，export文件打开错误
*     @arg 2，direction文件打开错误
*/
extern int beep_init(void);

/**
* @brief  关闭蜂鸣器gpio的export输出
* @return 0正常，非0，value文件打开错误
*/
extern int beep_deinit(void);

/**
* @brief  蜂鸣器响
* @return 0正常，非0，value文件打开错误
*/
extern int beep_on(void);

/**
* @brief  关闭蜂鸣器gpio的export输出
* @return 0正常，非0，unexport文件打开错误
*/
extern int beep_off(void);

#endif

bsp_beep.c
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include "includes/bsp_beep.h"

int beep_init(void)
{
int fd;
//index config
fd = open("/sys/class/gpio/export", O_WRONLY);
if(fd < 0)
return 1 ;

write(fd, BEEP_GPIO_INDEX, strlen(BEEP_GPIO_INDEX));
close(fd);

//direction config
fd = open("/sys/class/gpio/gpio" BEEP_GPIO_INDEX "/direction", O_WRONLY);
if(fd < 0)
return 2;

write(fd, "out", strlen("out"));
close(fd);

return 0;
}

int beep_deinit(void)
{
int fd;
fd = open("/sys/class/gpio/unexport", O_WRONLY);
if(fd < 0)
return 1;

write(fd, BEEP_GPIO_INDEX, strlen(BEEP_GPIO_INDEX));
close(fd);

return 0;
}

int beep_on(void)
{
int fd;

fd = open("/sys/class/gpio/gpio" BEEP_GPIO_INDEX "/value", O_WRONLY);
if(fd < 0)
return 1;

write(fd, "1", 1);
close(fd);

return 0;
}

int beep_off(void)
{
int fd;

fd = open("/sys/class/gpio/gpio" BEEP_GPIO_INDEX "/value", O_WRONLY);
if(fd < 0)
return 1;

write(fd, "0", 1);
close(fd);

return 0;
}

main.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include "includes/bsp_beep.h"

/**
* @brief  主函数
* @param  无
* @retval 无
*/
int main(int argc, char *argv[])
{
char buf[10];
int res;
printf("This is the beep demo\n");

res = beep_init();
if(res){
printf("beep init error,code = %d",res);
return 0;
}

while(1){
printf("Please input the value : 0--off 1--on q--exit\n");
scanf("%10s", buf);

switch (buf[0]){
case '0':
beep_off();
break;

case '1':
beep_on();
break;

case 'q':
beep_deinit();
printf("Exit\n");
return 0;

default:
break;
}
}
}

Hankin
2020.07.17