GPIO

介绍 K3 小核心（ESOS/RTT）平台 GPIO 模块的定位、软件层次、设备树写法以及应用侧使用方式。

模块介绍

GPIO（General Purpose Input/Output）用于提供通用数字输入输出能力。在 K3 小核心 ESOS 中，GPIO 模块主要承担以下职责：

提供 GPIO 输入读取与输出控制能力
提供 GPIO 中断配置与回调分发能力
解析设备树中的 *-gpios 属性
通过 RT-Thread PIN 设备向上提供统一的 rt_pin_*() 接口
与 pinctrl 子系统配合，完成 GPIO 编号空间与 PAD/pin 空间的映射

当前平台上主要有两类 GPIO 控制器：

AP GPIO：主 GPIO 控制器
R GPIO：小核心侧 GPIO 控制器

软件结构

从应用到硬件的大致调用关系如下：

应用/组件驱动
├─ RT-Thread PIN 接口
  ├─ rt_pin_mode()
  ├─ rt_pin_read()
  ├─ rt_pin_write()
  ├─ rt_pin_attach_irq()
  └─ rt_pin_irq_enable()

                │
                ▼
GPIO core / OF 解析层
├─ components/drivers/gpio/gpiolib.c
└─ components/drivers/gpio/gpiolib-of.c

                │
                ▼
SoC GPIO 驱动层
└─ bsp/spacemit/drivers/gpio/spacemit-gpio.c

                │
                ▼
GPIO 控制器硬件
├─ AP GPIO
└─ R GPIO

                │
                ▼
pinctrl / PAD 配置
└─ 通过 gpio-ranges 等机制与 pinctrl 建立映射

接口介绍

在使用 RT-Thread PIN 接口时，pin 参数传入的是逻辑引脚号，即全局 GPIO 编号。

AP GPIO 编号范围：0 ~ 127
R GPIO 编号范围：128 ~ 163

例如：

pin = 57 表示 AP GPIO 57
pin = 128 表示 R GPIO 0
pin = 129 表示 R GPIO 1

设置引脚模式

void rt_pin_mode(rt_base_t pin, rt_base_t mode);

参数说明：

pin：逻辑引脚号，即全局 GPIO 编号
mode：引脚模式，支持以下取值：
- PIN_MODE_OUTPUT：输出模式
- PIN_MODE_INPUT：输入模式

返回值说明：

无返回值

写引脚输出值

void rt_pin_write(rt_base_t pin, rt_base_t value);

参数说明：

pin：逻辑引脚号，即全局 GPIO 编号
value：输出电平
- PIN_LOW：低电平
- PIN_HIGH：高电平

返回值说明：

无返回值

读取引脚电平值

int rt_pin_read(rt_base_t pin);

参数说明：

pin：逻辑引脚号，即全局 GPIO 编号

返回值说明：

0：低电平
1：高电平
负值：读取失败

绑定引脚中断回调

rt_err_t rt_pin_attach_irq(rt_int32_t pin,
                           rt_uint32_t mode,
                           void (*hdr)(void *args),
                           void *args);

参数说明：

pin：逻辑引脚号，即全局 GPIO 编号
mode：中断触发方式，支持以下取值：
- PIN_IRQ_MODE_RISING：上升沿触发
- PIN_IRQ_MODE_FALLING：下降沿触发
- PIN_IRQ_MODE_RISING_FALLING：双边沿触发
hdr：中断回调函数
args：传递给回调函数的私有参数

返回值说明：

RT_EOK：绑定成功
其他错误码：绑定失败

使能或关闭引脚中断

rt_err_t rt_pin_irq_enable(rt_base_t pin, rt_uint32_t enabled);

参数说明：

pin：逻辑引脚号，即全局 GPIO 编号
enabled：中断开关
- PIN_IRQ_ENABLE：使能中断
- PIN_IRQ_DISABLE：关闭中断

返回值说明：

RT_EOK：操作成功
其他错误码：操作失败

按名称获取引脚编号

rt_base_t rt_pin_get(const char *name);

参数说明：

name：引脚名称字符串，例如 PA.0、P0.12

返回值说明：

成功：返回引脚编号
失败：返回无效编号或错误值

使用示例

RT-Thread PIN 接口示例

#define TEST_PIN 128

rt_pin_mode(TEST_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
rt_pin_write(TEST_PIN, PIN_HIGH);
rt_pin_write(TEST_PIN, PIN_LOW);

GPIO 中断示例

static void gpio_irq_handler(void *args)
{
    rt_kprintf("gpio irq trigger\n");
}

rt_pin_mode(128, PIN_MODE_INPUT);
rt_pin_attach_irq(128, PIN_IRQ_MODE_RISING, gpio_irq_handler, RT_NULL);
rt_pin_irq_enable(128, PIN_IRQ_ENABLE);

GPIO 测试命令说明

GPIO 测试代码位于：

bsp/spacemit/drivers/gpio/gpio-test.c

该文件主要用于验证 GPIO 输入、输出以及中断功能，覆盖 AP GPIO 和 R GPIO 两类引脚。

gpio_test_0001：GPIO 输入测试

功能说明：

测试 AP GPIO 输入功能，测试引脚为 AP GPIO 57
测试 R GPIO 输入功能，测试引脚为逻辑号 128，对应 R GPIO 0
通过 rt_pin_mode() 配置输入模式
通过 rt_pin_read() 读取输入电平

使用方法：

gpio_test_0001

gpio_test_0002：GPIO 输出测试

功能说明：

测试 AP GPIO 输出功能，测试引脚为 AP GPIO 58
测试 R GPIO 输出功能，测试引脚为逻辑号 129，对应 R GPIO 1
通过 rt_pin_write() 分别输出高低电平
通过 rt_pin_read() 回读输出结果

使用方法：

gpio_test_0002

gpio_test_0003：GPIO 上升沿中断测试

功能说明：

测试 AP GPIO 上升沿中断功能，使用 AP GPIO 58 输出触发 AP GPIO 57 输入中断
测试 R GPIO 上升沿中断功能，使用逻辑号 129（R GPIO 1）输出触发逻辑号 128（R GPIO 0）输入中断
通过输出脚翻转触发输入脚上升沿中断
每组测试默认执行 3 次

使用方法：

gpio_test_0003

使用前说明：

需要将 AP GPIO 输出测试引脚与 AP GPIO 输入测试引脚连接
需要将 R GPIO 输出测试引脚与 R GPIO 输入测试引脚连接

当前测试引脚定义为：

AP GPIO 输入：57
AP GPIO 输出：58
R GPIO 输入：逻辑号 128，对应 R GPIO 0
R GPIO 输出：逻辑号 129，对应 R GPIO 1

gpio_test_0004：GPIO 下降沿中断测试

功能说明：

测试 AP GPIO 下降沿中断功能，使用 AP GPIO 58 输出触发 AP GPIO 57 输入中断
测试 R GPIO 下降沿中断功能，使用逻辑号 129（R GPIO 1）输出触发逻辑号 128（R GPIO 0）输入中断
通过输出脚翻转触发输入脚下降沿中断
每组测试默认执行 3 次

使用方法：

gpio_test_0004

使用前说明：

需要将 AP GPIO 输出测试引脚与 AP GPIO 输入测试引脚连接
需要将 R GPIO 输出测试引脚与 R GPIO 输入测试引脚连接

gpio_test_0005：GPIO 双边沿中断测试

功能说明：

测试 AP GPIO 双边沿中断功能，使用 AP GPIO 58 输出触发 AP GPIO 57 输入中断
测试 R GPIO 双边沿中断功能，使用逻辑号 129（R GPIO 1）输出触发逻辑号 128（R GPIO 0）输入中断
每轮测试同时验证上升沿和下降沿触发
每组测试默认执行 3 次，预期共触发 6 次中断

使用方法：

gpio_test_0005

使用前说明：

需要将 AP GPIO 输出测试引脚与 AP GPIO 输入测试引脚连接
需要将 R GPIO 输出测试引脚与 R GPIO 输入测试引脚连接

gpio_test_all：运行全部 GPIO 测试

功能说明：

依次执行 gpio_test_0001 ~ gpio_test_0005

使用方法：

gpio_test_all

模块介绍​

软件结构​

接口介绍​

使用示例​

RT-Thread PIN 接口示例​

GPIO 中断示例​

GPIO 测试命令说明​

模块介绍

软件结构

接口介绍

使用示例

RT-Thread PIN 接口示例

GPIO 中断示例

GPIO 测试命令说明