1，概述

通用型之输入输出（General-purpose input/output，通常称为GPIO），GPIO管理功能提供GPIO控制寄存器，实现软件对 GPIO 属性的配置，使用户能够方便地操作 GPIO。每个GPIO可以配置为输入、输出和可选功能三种模式。在每个模式下(除模拟可选功能)，提供设置上拉，下拉，浮空三种端口状态，此外GPIO还提供中断功能，可以配置为上升沿触发，下降沿触发或者高电平/低电平触发。

2，API参考

2.1 重要结构体、枚举介绍

2.1.1GPIO配置结构体

用于设置GPIO工作模式、电平以及是否上拉

struct HAL_IOMUX_PIN_FUNCTION_MAP {
enum HAL_IOMUX_PIN_T pin;
enum HAL_IOMUX_FUNCTION_T function;
enum HAL_IOMUX_PIN_VOLTAGE_DOMAINS_T volt;
enum HAL_IOMUX_PIN_PULL_SELECT_T pull_sel;
};

2.1.2 GPIO输入输出枚举

enum HAL_GPIO_DIR_T {
HAL_GPIO_DIR_IN = 0,     //GPIO_IN
HAL_GPIO_DIR_OUT = 1,     //GPIO_OUT    
};

2.1.3 GPIO中断类型枚举

enum HAL_GPIO_IRQ_TYPE_T {
HAL_GPIO_IRQ_TYPE_LEVEL_SENSITIVE = 0,  //电平触发
HAL_GPIO_IRQ_TYPE_EDGE_SENSITIVE,        //边沿触发
};

2.1.4 GPIO中断触发电平枚举

enum HAL_GPIO_IRQ_POLARITY_T {
HAL_GPIO_IRQ_POLARITY_LOW_FALLING = 0, //低电平/下降沿
HAL_GPIO_IRQ_POLARITY_HIGH_RISING,       //高电平/上升沿
};

2.1.5 GPIO中断函数指针

函数参数：

pin ：GPIO接口枚举

typedef void (* HAL_GPIO_PIN_IRQ_HANDLER)(enum HAL_GPIO_PIN_T pin);

2.1.6 GPIO中断配置结构体

在配置GPIO中断时，所有中断相关参数都包含在此结构体中

struct HAL_GPIO_IRQ_CFG_T {
uint8_t irq_enable:1;                        //中断使能
uint8_t irq_debounce:1;                        //GPIO消抖使能
enum HAL_GPIO_IRQ_TYPE_T irq_type;            //GPIO中断类型
enum HAL_GPIO_IRQ_POLARITY_T irq_polarity;    //GPIO中断电平
HAL_GPIO_PIN_IRQ_HANDLER irq_handler;        //中断处理函数
};

2.2 主要函数介绍

2.2.1 GPIO初始化

函数原型：

uint32_t hal_iomux_init(const struct HAL_IOMUX_PIN_FUNCTION_MAP *map, uint32_t count)

功能描述：设置GPIO工作模式
函数参数：
- *map：GPIO配置结构体指针，可一次性初始化多个GPIO
- count：GPIO数量
  2.2.2 GPIO输入/输出设置

函数原型：

void hal_gpio_pin_set_dir(enum HAL_GPIO_PIN_T pin, enum HAL_GPIO_DIR_T dir, uint8_t val_for_out);

功能描述：设置指定GPIO为输入或者输出模式，如为输出模式则规定初始电平
函数参数：
- pin：指定GPIO
- dir：输入/输出模式
- valt_for_out：输出模式初始电平，0为低电平、1为高电平
  2.2.3 GPIO电平置高

函数原型：

void hal_gpio_pin_set(enum HAL_GPIO_PIN_T pin);

功能描述：将指定GPIO的电平置高
函数参数：
- pin：指定GPIO
  2.2.4 GPIO电平置低

函数原型：

void hal_gpio_pin_clr(enum HAL_GPIO_PIN_T pin);

功能描述：将指定GPIO的电平置低
函数参数：
- pin：指定GPIO
  2.2.5 获取指定GPIO输入/输出模式

函数原型：

enum HAL_GPIO_DIR_T hal_gpio_pin_get_dir(enum HAL_GPIO_PIN_T pin);

功能描述：获取指定GPIO当前为输入或是输出模式
函数参数：
- pin：需要判断的GPIO
返回值：
- 0：输入模式
- 1：输出模式
  2.2.6 获取指定GPIO当前值

函数原型：

uint8_t hal_gpio_pin_get_val(enum HAL_GPIO_PIN_T pin);

功能描述：获取指定GPIO当前电平
函数参数：
- pin：指定GPIO
返回值：
- 0：低电平
- 1：高电平
  2.2.7 GPIO中断注册函数

函数原型：

uint8_t hal_gpio_setup_irq(enum HAL_GPIO_PIN_T pin, const struct HAL_GPIO_IRQ_CFG_T *cfg);

功能描述：将设置好的GPIO中断参数配置给指定GPIO
函数参数：
- pin：指定GPIO
- *cfg：GPIO中断配置结构体指针

返回值：

0：配置成功

1：配置失败

3，使用教程

3.1 头文件引用

#include "hal_gpio.h"  //通用IO配置头文件
#include "hal_iomux.h" //IO多路输入输出配置文件

上述两个头文件必须引用才能正常使用GPIO

3.2 初始化GPIO

首先引用HAL_IOMUX_PIN_FUNCTION_MAP结构体来配置IO以及模式

struct HAL_IOMUX_PIN_FUNCTION_MAP cfg_hw_gpio;
 cfg_hw_gpio.pin = gpio->port;                    //端口选择
 cfg_hw_gpio.function = HAL_IOMUX_FUNC_AS_GPIO;    //功能选择，选择GPIO功能
 cfg_hw_gpio.volt = HAL_IOMUX_PIN_VOLTAGE_VIO;    //电平选择，VIO：高，MEM：低
 cfg_hw_gpio.pull_sel = HAL_IOMUX_PIN_NOPULL;    //选择是否上拉

也可以一次性配置多个IO

struct HAL_IOMUX_PIN_FUNCTION_MAP pinmux[] = {
      {HAL_GPIO_PIN_P0_2, HAL_IOMUX_FUNC_AS_GPIO, HAL_IOMUX_PIN_VOLTAGE_VIO, HAL_IOMUX_PIN_NOPULL},
      {HAL_GPIO_PIN_P0_4, HAL_IOMUX_FUNC_AS_GPIO, HAL_IOMUX_PIN_VOLTAGE_VIO, HAL_IOMUX_PIN_NOPULL},
      {HAL_GPIO_PIN_P0_5, HAL_IOMUX_FUNC_AS_GPIO, HAL_IOMUX_PIN_VOLTAGE_MEM, HAL_IOMUX_PIN_NOPULL},
  };

结构体配置完成后使用 hal_iomux_init ()来初始化IO
```
hal_iomux_init(pinmux, ARRAY_SIZE(pinmux));
```
至此完成GPIO初始化

3.3 API使用
在初始化GPIO后便可以使用前文介绍过的各个函数

初始化后的GPIO还没有设置输入输出模式，需要手动设置

hal_gpio_pin_set_dir(HAL_GPIO_PIN_P0_2, HAL_GPIO_DIR_OUT, 0); //配置P0_2口为输出口，初始电平为低电平
hal_gpio_pin_set_dir(HAL_GPIO_PIN_P0_4, HAL_GPIO_DIR_IN, 0);  //配置P0_4口为输入口
hal_gpio_pin_set_dir(HAL_GPIO_PIN_P0_5, HAL_GPIO_DIR_IN, 0);  //配置P0_5口为输入口

配置好输入或输出后可以使用相应的函数

static void gpio_output_test(void)
{
 printf("set gpio %d high\r\n", HAL_GPIO_PIN_P0_2);
 hal_gpio_pin_set(HAL_GPIO_PIN_P0_2); // set high
 mdelay(1000);    //delay 1000ms
 printf("set gpio %d low\r\n", HAL_GPIO_PIN_P0_2);
 hal_gpio_pin_clr(HAL_GPIO_PIN_P0_2); // set low
}

static void gpio_input_test(void)
{
 uint8_t val = 0;
 while (1) {
     uint8_t tmp = hal_gpio_pin_get_val(HAL_GPIO_PIN_P0_4);    //读取P0_4的电平
     if (tmp != val) {
         printf("gpio %d toggle from %d to %d\r\n", HAL_GPIO_PIN_P0_4, val, tmp);
         val = tmp;
     }
     mdelay(100);    
 }
}

3.4 GPIO中断使用

要使用GPIO中断首先要对中断结构体HAL_GPIO_IRQ_CFG_T进行配置

struct HAL_GPIO_IRQ_CFG_T cfg;
  cfg.irq_debounce = 1;
  cfg.irq_enable = 1;
  cfg.irq_type = HAL_GPIO_IRQ_TYPE_EDGE_SENSITIVE; // 边沿触发
  cfg.irq_handler = gpio_irq_handler;     //中断回调函数
  cfg.irq_polarity = HAL_GPIO_IRQ_POLARITY_HIGH_RISING; // 上升沿触发

在结构体中已经引用了回调函数，因此下一步便是设置回调函数

static void gpio_irq_handler(enum HAL_GPIO_PIN_T pin)
{
 uint8_t val = hal_gpio_pin_get_val(pin);        
 printf("irq: gpio %d, val %d\r\n", pin, val);
}

最后再注册中断回调函数

hal_gpio_setup_irq(HAL_GPIO_PIN_P0_5, &cfg); //将回调函数注册给GPIO P0_5

3.5 Demo演示

将前文中使用到的各个例程结合起来可以得到：

void gpio_test(void)
{
 //IO配置
 struct HAL_IOMUX_PIN_FUNCTION_MAP pinmux[] = {
     {HAL_GPIO_PIN_P0_2, HAL_IOMUX_FUNC_AS_GPIO, HAL_IOMUX_PIN_VOLTAGE_VIO, HAL_IOMUX_PIN_NOPULL},
     {HAL_GPIO_PIN_P0_4, HAL_IOMUX_FUNC_AS_GPIO, HAL_IOMUX_PIN_VOLTAGE_VIO, HAL_IOMUX_PIN_NOPULL},
     {HAL_GPIO_PIN_P0_5, HAL_IOMUX_FUNC_AS_GPIO, HAL_IOMUX_PIN_VOLTAGE_MEM, HAL_IOMUX_PIN_NOPULL},
 };

 hal_iomux_init(pinmux, ARRAY_SIZE(pinmux)); //IO初始化
 //IO输入输出设置
 hal_gpio_pin_set_dir(HAL_GPIO_PIN_P0_2, HAL_GPIO_DIR_OUT, 0);
 hal_gpio_pin_set_dir(HAL_GPIO_PIN_P0_4, HAL_GPIO_DIR_IN, 0);
 hal_gpio_pin_set_dir(HAL_GPIO_PIN_P0_5, HAL_GPIO_DIR_IN, 0);

 //IRQ cfg配置
 struct HAL_GPIO_IRQ_CFG_T cfg;
 cfg.irq_debounce = 1;
 cfg.irq_enable = 1;
 cfg.irq_type = HAL_GPIO_IRQ_TYPE_EDGE_SENSITIVE; 
 cfg.irq_handler = gpio_irq_handler;  //回调函数
 cfg.irq_polarity = HAL_GPIO_IRQ_POLARITY_HIGH_RISING;
 hal_gpio_setup_irq(HAL_GPIO_PIN_P0_5, &cfg);  //注册

 gpio_output_test(); //见前文

 gpio_input_test(); //见前文
}

此例程配置了P0_2、P0_4、P0_5三个GPIO，02设置为输出口，初始低电平，04、05设置为输入口
02口用于输出电平测试，04口用于输入电平测试，05口用于中断测试
02口输出高电平后1s输出低电平，并串口打印信息
将02口与04口连接，04口输入高电平时与初始值（0）不同，串口打印信息与当前电平
将02口与05口连接，电平上升沿触发中断，串口打印相应信息

注：在wifi_app/app/bes_test中可查看源码

AIoT芯片产品开发支持

TG6000A BSP课程1：GPIO开发教程

1，概述

2，API参考

2.1 重要结构体、枚举介绍

2.1.1GPIO配置结构体

2.1.2 GPIO输入输出枚举

2.1.3 GPIO中断类型枚举

2.1.4 GPIO中断触发电平枚举

2.1.5 GPIO中断函数指针

2.1.6 GPIO中断配置结构体

2.2 主要函数介绍

2.2.1 GPIO初始化

2.2.2 GPIO输入/输出设置

2.2.3 GPIO电平置高

2.2.4 GPIO电平置低

2.2.5 获取指定GPIO输入/输出模式

2.2.6 获取指定GPIO当前值

2.2.7 GPIO中断注册函数

3，使用教程

3.1 头文件引用

3.2 初始化GPIO

3.3 API使用

3.4 GPIO中断使用

3.5 Demo演示