#创作者激励#【1.GPIO操作】OpenHarmony轻量和小型系统开发例程 原创 精华
【文正在参加2023年第一期优质创作者激励计划】
【0.开发环境搭建】
【1.GPIO基本操作】
目录
本章学习GPIO基础操作,包含输入输出、ADC、PWM。 视频链接
1.GPIO基本操作
1.1 GPIO基本输出、输入
GPIO常用函数总结:
函数 | 功能 | 依赖 |
---|---|---|
IoTGpioInit(unsigned int id) | 初始化指定的IO | //base/iot_hardware/peripheral/interfaces/kits/iot_gpio.h |
hi_io_set_func(unsigned int id, unsigned char val) | 配置指定IO的复用功能 | //device/hisilicon/hispark_pegasus/sdk_liteos/include/hi_io.h |
IoTGpioSetDir(unsigned int id, IotGpioDir dir) | 设置指定IO的管脚方向id:指定的IO号dir:GPIO管脚方向(IOT_GPIO_DIR_IN、IOT_GPIO_DIR_OUT) | //base/iot_hardware/peripheral/interfaces/kits/iot_gpio.h |
IoTGpioSetOutputVal(unsigned int id, IotGpioValue val); | 设置指定IO的输出电平id:指定的IO号val:GPIO管脚的输出电平(IOT_GPIO_VALUE0、IOT_GPIO_VALUE1) | //base/iot_hardware/peripheral/interfaces/kits/iot_gpio.h |
hi_io_set_pull(unsigned int id, IotIoPull val) | 设置指定GPIO的上下拉功能id:指定的IO号val:待设置的上下拉状态 | //device/hisilicon/hispark_pegasus/sdk_liteos/include/hi_io.h |
IoTGpioGetInputVal(unsigned int id, IotGpioValue *val); | 读取指定GPIO管脚的高低电平id:指定的IO号val:返回读取的GPIO管脚电平值的指针 | //base/iot_hardware/peripheral/interfaces/kits/iot_gpio.h |
可以看到复用函数hi_io_set_func、hi_io_set_pull函数并未进一步封装到//base/iot_hardware/peripheral/interfaces/kits/iot_gpio.h中,这个在OpenHarmony2.x中也未做,写起来不太方便,希望后续统一,比如设定为IoTGpioSetFunc()、IoTGpioSetPull()函数,当然也可以自己封装。
案例一: 按键控制LED试验
试验目的:实现按键控制LED亮灭。
学习目标:
- 了解一个完整的工程
- 学习配置GPIO,完成基本输入、输出功能
准备工作:小熊派开发板、或者润和hispark_pegasus开发板
1.1.1 新建工程gpio_input_output
在iothardware目录下新建gpio_input_output.c,输入如下程序(以下程序适配hispark_pegasus开发板,如果是小熊派开发板,需要修改按键KEY1 GPIO,#define KEY_TEST_GPIO 11,LED GPIO为#define LED_GPIO_2 2 ,操作接口换一下即可):
1.1.2 程序结构说明
从上述按键控制LED程序可以简单总结出一个完整的轻量化系统设备开发流程包含:初始化GPIO、编写业务逻辑、注册任务线程、配置编译运行调试。
- 初始化GPIO:控制LED的GPIO9设置为输出模式,按键接口GPIO5设置为上拉输入模式。使用相关函数要include引用相应的依赖头文件。以GPIO5为例,首先掉用IoTGpioInit初始化接口,然后使用hi_io_set_func函数设置接口为普通GPIO,IoTGpioSetDir函数设置按键接口为输入,最后使用hi_io_set_pull设置接口为上拉(因为按键按下为接地)。其他接口使用可以类比即可。
- 编写业务逻辑:业务逻辑根据需求编写即可,业务函数GpioTask代码如下。案例中使用按键控制LED状态,轮询获取按键是否按下,按下则设置LED接口为低/高电平(根据开发板电路确定电平)。需要注意业务函数定义为指针函数,便于osThreadNew线程注册函数调用。
- 注册任务线程 :开机后如何才能运行按键控制LED业务呢?需要将业务函数注册到线程任务中去。hi3861运行的是轻量化的系统,有一套自己的运行机制,我们参照led_example官方案例可以探究出使用osThreadNew()、SYS_RUN()配合可注册任务,还有其他方式后续讲解。按键控制LED案例中,在函数GpioEntry中创建了一个osThreadAttr_t attr任务对象,配置任务名称GpioTask、优先级、分配的空间大小等,然后调用osThreadNew(GpioTask,NULL,&attr)指定了业务函数GpioTask。最后在整个程序的最后一行调用SYS_RUN(GpioEntry); 让GpioEntry函数在系统启动时自动执行,函数中的任务是GpioTask函数,也即是按键控制LED业务。
1.1.3 编译验证
通过上述讲解,相信对一个完整轻量化设备开发有了一定的了解。下面编译gpio_input_output工程验证按键控制LED是否成功。如何才能让我们的工程参与编译呢?
- 配置编译运行调试:参考上一篇环境搭建可知,修改BUILD.gn即可,因为我们的工程和led_example都在iothardware目录下,所以只需修改该目录下的BUILD.gn文件,注释掉led_example.c,添加我们的工程即可,修改如下:
编译运行即可,编译成功后,按下开发板按键测试即可。
1.2 GPIO输出标准PWM
hi3861芯片支持4路PWM,
本节学习如何使用hi3861的标准PWM。hi3861PWM通道:pwm0 -pwm1 -pwm2 -pwm3 -pwm4 -pwm5,均是复用接口。PWM相关函数:
函数 | 功能 | 依赖 |
---|---|---|
IoTPwmInit(unsigned int port) | 初始化PWM端口,Port:指定的PWM端口 | //base/iot_hardware/peripheral/interfaces/kits/iot_pwm.h |
IoTPwmStart(unsigned int port, unsigned short duty, unsigned int freq) | 启动PWM输出。Port:指定的PWM端口duty:指PWM信号输出的占空比。该值范围为1到99freq:指PWM信号输出的频率。取值范围为:[1, 65535] | //base/iot_hardware/peripheral/interfaces/kits/iot_pwm.h |
IoTPwmStop(unsigned int port) | 停止PWM信号输出 | //base/iot_hardware/peripheral/interfaces/kits/iot_pwm.h |
案例二: PWM呼吸灯实验
本案例通过PWM实现LED呼吸灯效果。使用第一通道(pwm0)的输出, 查阅《Hi3861V100/Hi3861LV100/Hi3881V100 WiFi芯片 用户指南》表6.3-Hi3861引脚复用功能表可知pwm0可在GPIO7、GPIO9两个引脚配置。这里选GPIO9,因为载板LED接了GPIO9,方便测试。
1.2.1 开发准备
- 一块hi3861开发板(润和、小熊派均可)
1.2.2 PWM软件开发
开发流程总结:配置GPIO9 为PWM0通道、循环变化占空比实现LED呼吸效果、注册任务线程。
- 配置PWM0通道:初始化GPIO为PWM输出,初始化PWM0,开启PWM输出。如下:
- 循环变化占空比:业务代码是不断改变占空比数值。
- 注册任务线程:操作和案例一类似,不再赘述。完整代码如下:
1.2.3 编译验证
修改BUILD.gn文件,添加gpio_pwm.c参与编译。
运行结果如图:
1.3 GPIO模拟输出PWM
本节单独讲模拟PWM输出的实现思路。因为查看iot_pwm.h可知,hi3861无法输出1/20ms频率的方波,无法控制数字舵机,这种情况下只有通过GPIO模拟PWM输出。思想是结合GPIO基本输出和延时函数,人为控制GPIO输出电平和周期。
案例三:数字舵机控制实验
思路: 配置GPIO为输出、循环输出模拟方波、注册任务线程
- 循环输出模拟PWM:PWM的本质是一定时间间隔的高低电平,可以在20ms的时间内,先输出高电平,延时一定时间后输出低电平,循环该操作可得到模拟的PWM信号。具体实现如下:
其中GpioSetOutputVal(servoID, 1);用于输出的GPIO需要初始化为输出。
1.4 GPIO实现ADC复用
本节了解 hi3861-ADC 的使用方法,解决如何配置一个 GPIO 实现 AD 转换的问题。
AD 转换用途很广,在模拟量采集场景必不可少。后续实验中使用到的人体红外传感器、光
敏电阻以及 MQ2 燃气传感器都会使用到 ADC 功能。
ADC相关函数整理如下:
函数 | 功能 | 依赖 |
---|---|---|
hi_adc_read(hi_adc_channel_index channel, hi_u16 *data, hi_adc_equ_model_sel equ_model,hi_adc_cur_bais cur_bais, hi_u16 delay_cnt) | 根据输入参数从指定的ADC通道读取一段采样数据。channel:表示指定的ADC通道;data:表示指向存储读取数据的地址的指针;equ_model表示方程模型;cur_bais表示模拟功率控制模式;delay_cntt表示从重置到转换开始的时间计数(一次计数是334ns,其值需在0~0xFF0之间) | ./iot_adc.h |
hi3861有ADC0-ADC6七个通道,是GPIO的复用功能。对应的GPIO和ADC通道如下表:
案例四:电压采集实验
本实验是熟悉 GPIO 的ADC功能,采集连接到同一个 GPIO 口的三个按键按下对应的电
压值。为了明确是哪一个按键按下,除了在调试口使用 printf 函数查看采集的电压外,我们还使用核心板上的 LED 不同闪烁模式以区别。
1.4.1 硬件准备
本实验需要使用到hi3861核心板(带一个user按键)、底板、oled显示板(带有两个按键s1、s2 )。安装方式参考下图。
值得注意的是本实验中使用到三个按键连接到同一个GPIO口—GPIO5,对应ADC2通道。参考hi3861核心板资料,每个按键不同状态对应的ADC值整理如下:user按键[5,228]、S1按键[228,455]、S2按键[455,682]、无按键按下[1422,1820],以此区分按键状态。
当然可以只使用一块核心板也可以测试ADC功能,通过串口输出ADC值查看功能是否正常。
1.4.2 软件设计
思路是:设置GPIO5为ADC功能、读取ADC数值、不同按键按下LED不同状态、注册任务线程
- 初始化GPIO5为ADC复用功能
- 读取ADC转换值
- 注册任务线程:与案例一操作类似,不再赘述。
- 完整代码如下:
- 编译运行,修改iothardware目录下的BUILD.gn文件,添加我们的工程即可,修改如下:
试验现象,不同按钮按下输出ADC值不一样:
实战分享拉满了
✌方便小白入门
收藏了
视频链接为啥打不开
跟作者全走一遍GPIO就精通了
4个案例循序渐进过一次
感谢整理
可以啦 之前没放对
可以啦 之前没放对