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零基础开发小安派-Eyes-S1【外设篇】——GPIO 输入输出

安信可科技

2024-10-21

AiPi-Eyes-S1是安信可开源团队专门为Ai-M61-32S设计的一款开发板，支持WiFi6、BLE5.3。所搭载的Ai-M61-32S 模组具有丰富的外设接口，具体包括 DVP、MJPEG、Dispaly、AudioCodec、USB2.0、SDU、以太网 (EMAC)、SD/MMC(SDH)、SPI、UART、I2C、I2S、PWM、GPDAC、GPADC、ACOMP 和 GPIO 等。

AiPi-Eyes-S1集成了SPI屏幕接口，DVP摄像头接口，外置ES8388音频编解码芯片以及预留TF卡座，并且引出USB接口，可接入USB摄像头。

从零开始学习小安派：

1、零基础开发小安派-Eyes-S1【入门篇】——初识小安派-Eyes-S1

2、零基础开发小安派-Eyes-S1【入门篇】——安装VMware与Ubuntu

3、入门篇：零基础开发小安派-Eyes-S1——新建工程并烧录调试

4、零基础开发小安派-Eyes-S1入门篇——Win下SSH连接Linux

5、零基础开发小安派-Eyes-S1【入门篇】——Samba共享文件夹

6、零基础开发小安派-Eyes-S1【入门篇】——工程文件架构

博流系列的芯片驱动分为两类，LHAL 和 SOC，使用 LHAL 库驱动外设十分方便，因为其对通用外设进行了统一的封装，在使用博流的不同芯片时他们的接口一致，方便使用和移植。而 SOC 则是作为特殊部分使用，如 GLB、HBN、PDS、AON 等等。

一、了解 LHAL 库和小安派-Eyes-S1 外设

LHAL 库配备了一个结构体作为通用外设的配置工具——struct bflb_device_s

struct bflb_device_s {  const char *name;uint32_t reg_base;  uint8_t irq_num;  uint8_t idx;  uint8_t sub_idx;  uint8_t dev_type;  void *user_data;};

parameter	description
name	外设名称
reg_base	外设寄存器基地址
irq_num	外设中断号
idx	外设 id
idx	外设 id,例如 UART0、UART1
sub_idx	外设子 id,例如 DMA0_CH0、DMA0_CH1
dev_type	外设类型
user_data	用户变量
name	外设名称
name	外设名称

对芯片的所有操作其实都是基于对寄存器的配置，所以该结构体的成员中较为重要的为 reg_base 和 irq_num ，有了这两个才能操作外设寄存器和外设中断。

在配置之前，我们也得先初始化结构体获得它的句柄，有两种方式

1.bflb_device_get_by_name 通过 name 获取

2.bflb_device_get_by_id 通过 dev_type 和 idx 获取

获得的句柄会在一个 table 表中，详情可以看 lhal/config/xxx/device_table.c 文件。

小安派-Eyes-S1 所支持的外设 LHAL 库 API 有如下：√ 表示已支持，× 表示未支持，-表示没有该外设

parameter	BL616/BL618
ADC	√
CAM	×
CKS	√
DAC	√
DMA	√
EFUSE	√
EMAC	√
FLASH	√
GPIO	√
I2C	√
IR	√
MJPEG	√
PWM_v1	-
PWM_v2	√
RTC	√
SEC_AES	√
SEC_SHA	√
SEC_TRNG	√
SEC_PKA	√
SPI	√
TIMER	√
UART	√
USB_v1	-
USB_v2	√
WDG	√

二、GPIO 配置简介

1.头文件 bflb_gpio.h

2.gpio mode

gpio 的模式可以设置为四种，分别是输入、输出、模拟、复用

#define GPIO_INPUT      (0 << GPIO_MODE_SHIFT) /* Input Enable */#define GPIO_OUTPUT     (1 << GPIO_MODE_SHIFT) /* Output Enable */#define GPIO_ANALOG     (2 << GPIO_MODE_SHIFT) /* Analog Enable */#define GPIO_ALTERNATE  (3 << GPIO_MODE_SHIFT) /* Alternate Enable */

3.gpio pupd

gpio 可以选择上拉、下拉、浮空

#define GPIO_FLOAT      (0 << GPIO_PUPD_SHIFT) /* No pull-up, pull-down */#define GPIO_PULLUP     (1 << GPIO_PUPD_SHIFT) /* Pull-up */#define GPIO_PULLDOWN   (2 << GPIO_PUPD_SHIFT) /* Pull-down */

4.gpio smt

gpio 滤波开关

#define GPIO_SMT_DIS   (0 << GPIO_SMT_SHIFT)#define GPIO_SMT_EN    (1 << GPIO_SMT_SHIFT)

5.gpio drive

gpio 输出能力选择

#define GPIO_DRV_0     (0 << GPIO_DRV_SHIFT)#define GPIO_DRV_1     (1 << GPIO_DRV_SHIFT)#define GPIO_DRV_2     (2 << GPIO_DRV_SHIFT)#define GPIO_DRV_3     (3 << GPIO_DRV_SHIFT)

6.gpio init trig mode

gpio 外部中断的触发模式

#define GPIO_INT_TRIG_MODE_SYNC_FALLING_EDGE 0#define GPIO_INT_TRIG_MODE_SYNC_RISING_EDGE  1#define GPIO_INT_TRIG_MODE_SYNC_LOW_LEVEL    2#define GPIO_INT_TRIG_MODE_SYNC_HIGH_LEVEL   3#if defined(BL702)#define GPIO_INT_TRIG_MODE_ASYNC_FALLING_EDGE 4#define GPIO_INT_TRIG_MODE_ASYNC_RISING_EDGE  5#define GPIO_INT_TRIG_MODE_ASYNC_LOW_LEVEL    6#define GPIO_INT_TRIG_MODE_ASYNC_HIGH_LEVEL   7#else#define GPIO_INT_TRIG_MODE_SYNC_FALLING_RISING_EDGE 4#define GPIO_INT_TRIG_MODE_ASYNC_FALLING_EDGE       8#define GPIO_INT_TRIG_MODE_ASYNC_RISING_EDGE        9#define GPIO_INT_TRIG_MODE_ASYNC_LOW_LEVEL          10#define GPIO_INT_TRIG_MODE_ASYNC_HIGH_LEVEL         11#endif

7.gpio uart function

每个 gpio 都可以选择到 Uart 的任意一个功能，当然区别是在初始化时的选择

#define GPIO_UART_FUNC_UART0_RTS 0#define GPIO_UART_FUNC_UART0_CTS 1#define GPIO_UART_FUNC_UART0_TX  2#define GPIO_UART_FUNC_UART0_RX  3#define GPIO_UART_FUNC_UART1_RTS 4#define GPIO_UART_FUNC_UART1_CTS 5#define GPIO_UART_FUNC_UART1_TX  6#define GPIO_UART_FUNC_UART1_RX  7#if defined(BL808) || defined(BL606P)#define GPIO_UART_FUNC_UART2_RTS 8#define GPIO_UART_FUNC_UART2_CTS 9#define GPIO_UART_FUNC_UART2_TX  10#define GPIO_UART_FUNC_UART2_RX  11#endif

三、gpio 的初始化及使用

1.bflb_gpio_init

说明: gpio 的初始化函数

void bflb_gpio_init(struct bflb_device_s *dev, uint8_t pin, uint32_t cfgset);

parameter	description
dev	设备句柄
pin	gpio pin
cfgset	gpio 配置项：gpio mode、gpio function、gpio pupd、gpio smt、gpio drive，多个配置需要使用"与"连接

2.bflb_gpio_deinit

说明: 反初始化 gpio，默认为输入浮空状态

void bflb_gpio_deinit(struct bflb_device_s *dev, uint8_t pin);

parameter	description
dev	设备句柄
pin	gpio pin

3.bflb_gpio_set

说明: gpio 输出高电平

void bflb_gpio_set(struct bflb_device_s *dev, uint8_t pin);

4.bflb_gpio_reset

说明: gpio 输出低电平

void bflb_gpio_reset(struct bflb_device_s *dev, uint8_t pin);

parameter	description
dev	设备句柄
pin	gpio pin

5.bflb_gpio_read

说明: 读取 gpio 电平

bool bflb_gpio_read(struct bflb_device_s *dev, uint8_t pin);

parameter	description
dev	设备句柄
pin	gpio pin
return	true 为高电平，false 为低电平

四、示例——GPIO 输出点亮 LED 灯、GPIO 输入采集电平并打印

直接用 SDK 里的 GPIO 示例稍作修改。并逐步解释代码实现。

查看原理图，这里已经标注了预留的接口，需要飞线（幸好找到一个合适的座子）

1.main

#include "bflb_gpio.h"       //gpio头文件#include "bflb_mtimer.h"  //mtimer定时器头文件，可使用里面的延时函数#include "board.h"            //开发板头文件，包含LHAL库等

struct bflb_device_s *gpio;  //初始化一个结构体指针作为外设句柄命名为gpio，
int main(void){    board_init();                  //开发板初始化
    gpio = bflb_device_get_by_name("gpio");       //给前面的gpio句柄赋值对外设进行操作，这里的名字//可使用的外设全部命名在bl616_device_table这个结构体数组里，我们所有使用的外设命名与上面列表中支持的外设列表//也可以在函数定义里查看所有可支持的外设名称，命名一定要匹配。
    printf("gpio output\r\n");       //printf函数已经重定义为输出在串口0上，我们作为LOG查看
    bflb_gpio_init(gpio, GPIO_PIN_0, GPIO_OUTPUT | GPIO_PULLUP | GPIO_SMT_EN | GPIO_DRV_0); //gpio初始化，第一个参数为句柄，第二个参数为pin，第三个为GPIO的配置，这里配置为输出、浮空、滤波打开、驱动等级0
    bflb_gpio_init(gpio, GPIO_PIN_1, GPIO_INPUT | GPIO_PULLUP | GPIO_SMT_EN | GPIO_DRV_0); //gpio初始化，第一个参数为句柄，第二个参数为pin，第三个为GPIO的配置，这里配置为输入、浮空、滤波打开、驱动等级0          while (1) {        bflb_gpio_set(gpio, GPIO_PIN_0);//将pin0设置为高电平        printf("\033[0;34m GPIO_PIN_1=%x\033[0m \r\n", bflb_gpio_read(gpio, GPIO_PIN_1));        //这里的\033[0;34m为函数的打印字体、前景色、后景色的设置，只是将打印的信息赋予颜色，感兴趣的同学可以百度        //bflb_gpio_read读取pin1的电平，返回true为高电平，false为低电平        bflb_mtimer_delay_ms(2000);//延迟2000毫秒，也就是2秒
        bflb_gpio_reset(gpio, GPIO_PIN_0);        printf("\033[0;35;40m GPIO_PIN_1=%x\033[0m \r\n", bflb_gpio_read(gpio, GPIO_PIN_1));        bflb_mtimer_delay_ms(2000);    }}