GPIO

GPIO (General Purpose Input/Output) 驱动 | sample: blinky

学习目标

• 掌握 GPIO 输出的初始化流程。
• 使用 GPIO 控制 LED (Light Emitting Diode) 电平。
• 理解高电平驱动与低电平驱动的差异。

输入与输出

模式	数据方向	典型用途	关键操作
输出	CPU → 引脚	LED、使能信号、继电器控制	设置方向、写电平或翻转
输入	引脚 → CPU	按键、开关量、外部触发	设置方向、读取电平
输入中断	引脚 → ISR (Interrupt Service Routine)	按键和边沿事件	配置上下拉、触发边沿和回调

无论输入还是输出，都应先将引脚复用为 GPIO，再设置方向和电气属性。

GPIO 输出

基本流程：

设置引脚复用 → 设置输出方向 → 写入初始电平 → 按业务切换电平

常用接口包括 uapi_pin_set_mode()、uapi_gpio_set_dir()、uapi_gpio_set_val() 和 uapi_gpio_toggle()。

GPIO 驱动能力有限。LED 需要串联限流电阻，继电器、电机等大电流负载必须通过三极管或 MOSFET 驱动。

涉及 API

API	用途	头文件
uapi_pin_set_mode()	将引脚复用为 GPIO 功能	pinctrl.h
uapi_gpio_set_dir()	设置 GPIO 输出方向	gpio.h
uapi_gpio_set_val()	写输出电平	gpio.h
uapi_gpio_toggle()	翻转输出电平	gpio.h

案例说明

案例简介

blinky 案例将一个 GPIO 配置为输出，每隔 500ms 翻转一次电平，使开发板 LED 周期性亮灭。

功能规格

规格项	说明
源码目录	src/application/samples/peripheral/blinky/
输出引脚	CONFIG_BLINKY_PIN，通过 Kconfig 配置
初始电平	低电平
翻转间隔	500ms
运行现象	LED 以固定周期闪烁，串口周期输出运行日志

程序运行流程：引脚复用 → 设置输出方向 → 写入初始电平 → 周期性翻转电平。

sequenceDiagram
    participant T as Blinky 任务
    participant G as GPIO
    participant L as LED

    T->>G: uapi_pin_set_mode
    T->>G: uapi_gpio_set_dir 输出
    T->>G: uapi_gpio_set_val 初始电平
    loop 每 500ms
        T->>G: uapi_gpio_toggle
        G->>L: LED 状态翻转
        T->>T: osal_msleep 500ms
    end

案例操作指导

第一步：配置案例

启用 blinky 案例，并确认 CONFIG_BLINKY_PIN 与开发板 LED 引脚一致。

第二步：编译

fbb build ws63-liteos-app

更多编译选项请参考 构建操作。

第三步：烧录

fbb flash ws63-liteos-app

更多烧录选项请参考 构建操作。

第四步：验证

LED 周期性亮灭，串口持续输出运行日志。

关键配置

参数	推荐值	说明
LED 引脚	按开发板原理图配置	必须与板载 LED 实际连接一致
LED 初始电平	按有效电平配置	部分开发板 LED 为低电平点亮
翻转间隔	500ms	便于直接观察亮灭变化

代码详解

LED 输出核心代码

完整实现位于 src/application/samples/peripheral/blinky/。GPIO 输出的核心逻辑如下：

#include "pinctrl.h"
#include "gpio.h"
#include "soc_osal.h"

#define BLINKY_DURATION_MS 500

static void blinky_task(void)
{
    uapi_pin_set_mode(CONFIG_BLINKY_PIN, HAL_PIO_FUNC_GPIO);
    uapi_gpio_set_dir(CONFIG_BLINKY_PIN, GPIO_DIRECTION_OUTPUT);
    uapi_gpio_set_val(CONFIG_BLINKY_PIN, GPIO_LEVEL_LOW);

    while (1) {
        osal_msleep(BLINKY_DURATION_MS);
        uapi_gpio_toggle(CONFIG_BLINKY_PIN);
        osal_printk("Blinky working.\r\n");
    }
}

uapi_pin_set_mode() 决定引脚由 GPIO 控制，uapi_gpio_set_dir() 决定数据方向，之后才能写入或翻转输出电平。LED 是否低电平点亮取决于开发板电路。

验证要点

• LED 输出案例应按固定周期切换电平。
• 若 LED 不闪烁，检查 CONFIG_BLINKY_PIN 是否与开发板原理图一致。
• 若亮灭状态与预期相反，检查 LED 是高电平有效还是低电平有效。

通用中断注册和 ISR 约束请参考 OSAL 中断管理。