原创 i.MX6ULL配置GPIO一共需要几步？

正如学习C语言时写的第一段代码都是“HelloWorld！”，接触一款新的处理器时往往是从点亮一个LED开始；而点亮一个LED，则需要操作这款芯片的GPIO外设。

那么作为广受欢迎的i.MX6ULL处理器，它的GPIO外设应该如何配置呢？今天小编就将通过飞凌嵌入式的OKMX6ULL-S开发板来为大家详细介绍。

i.MX6ULL运行的是Linux系统，众所周知Linux下一切皆文件。在Linux系统当中，有一个文件专门用于配置处理器的各个外设，包括GPIO，这个文件被称为 “设备树”，i.MX6ULL的设备树在内核源码中的路径为： arch/arm/boot/dtbs/。

在这个路径下我们可以看到很多设备树文件，我们要使用的设备树是： okmx6ull-s-emmc.dts以及 okmx6ull-s-nand.dts。打开以上任意一个设备树文件，可以看到二者均引用了 imx6ull-14x14-evk.dts，因此对设备树的修改都是基于imx6ull-14x14-evk.dts。

1、 硬件原理分析 

查看硬件原理图，6ULL-S底板上有两个LED，以LED2为例，LED2的阴极接在了GPIO9引脚上，当GPIO9为低时，LED点亮。

打开硬件资料/用户手册/FETMX6ULx-S核心板管脚功能分配表20200624.xlsx，通过查表得知GPIO9对应的是i.MX6ULL的GPIO1_IO09。

2、 设置引脚复用

3、 注释掉冲突部分

接下来打开内核源码中的：

arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-evk.dts

因接下来要对GPIO进行操作，为防止该节点影响，需要注释掉设备树中的LED节点，如下图红框中所示：

4、 更新设备树

重新编译设备树，命令如下：

/opt/fsl-imx-x11/4.1.15-2.0.0/environment-setup-cortexa7hf-neon-poky-linux-gnueabi //执行环境变量

make dtbs 这条命令会编译所有的设备树，编译后再次查看确认已经生成新的dtb文件。

接下来，我们将刚刚生成的设备树文件拷贝到OKMX6ULL-S开发板——可以通过U盘，也可以通过TFTP、NFS、FTP这样的网络服务将生成的dtb文件拷贝到开发板上。

以eMMC版本为例，我们可以直接将设备树文件：okmx6ull-s-emmc.dtb拷贝到/run/media/mmcblk1p1/路径下，替换掉该路径下的同名文件，之后重启开发板。

5、 操作GPIO

1. 计算对应sys/class/gpio的值GPIOn_IOx= (n-1)*32 + x

GPIO1_IO09=（1- 1）*32 + 9 = 9

2. 将GPIO1_IO09=设置为输出

echo9 > /sys/class/gpio/export 用于通知系统需要导出控制的GPIO引脚编号

echo"out" > /sys/class/gpio/gpio9/direction 控制为输出

echo"1" > /sys/class/gpio/gpio9/value 输出为高电平，LED熄灭

或者echo"0" > /sys/class/gpio/gpio9/value输出为低电平，LED点亮

echo9  > /sys/class/gpio/unexport 通知系统取消导出

6、 GPIO参数详解

现在我们转过头来了解一下刚刚都用到了哪些参数：

MX6UL_PAD_GPIO1_IO09__GPIO1_IO09这一长串，是一个宏定义，可以在 imx6ul-pinfunc.h文件当中查看，细心的小伙伴可能已经注意到了imx6ul-pinfunc.h这个文件是6UL的，这是因为 imx6ull-pinfunc.h引用了imx6ul-pinfunc.h，并且增加了部分内容。

打开arch/arm/boot/dtbs/imx6ul-pinfunc.h文件，找到MX6UL_PAD_GPIO1_IO09的宏定义如下：

这些宏定义就是GPIO1_IO09这个引脚可以复用的功能。每一个宏定义后面都有5个参数，再加上刚刚我们在&iomuxc节点下配置的0x17059一共是6个参数，通过它们就可以完成一个GPIO的配置了，这6个参数分别为：

    mux_ctrl_ofs：MUX寄存器偏移地址

    pad_ctrl_o fs：PAD寄存器偏移地址

    sel_input_ofs：输入选择寄存器偏移地址

    mux_mode：MUX寄存器值

    sel_input：输入选择寄存器值

    pad_ctrl：PAD寄存器值

以上6个参数对应了3个寄存器的偏移地址和寄存器值。我们接下来重点介绍一下MUX寄存器和PAD寄存器。

1. MUX寄存器

全名是SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO09，意为GPIO复用寄存器，在i.MX6ULL的数据手册有它的详细介绍，我们可以从飞凌官方提供的资料中找到：硬件资料/数据手册/i.MX6ULLRM.pdf。

打开32.6.16小节，可以看到寄存器偏移地址和我们官方提供的文件中是一致的。而ALT0-ALT8则分别对应了这个GPIO可以复用的功能， 0x5对应的就是将GPIO5_IO09复用成GPIO1_IO09。

2. PAD寄存器

全称SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO09，意为GPIO电气参数配置寄存器，这个是我们需要重点关注的内容，因为无论是刚刚提到的MUX寄存器，还是输入选择寄存器，NXP官方都已经为我们写好了宏定义，但是这个寄存器的值，需要用户根据自身需求来设置，参考的资料依旧是i.MX6ULLRM.pdf，在32.6.162小节，有关于PAD寄存器每一位的详细解释。

HYS(bit16)：使能迟滞比较器，当IO作为输入功能的时候有效，开启迟滞比较器可以滤掉一些干扰。这一位为0时禁止迟滞比较器，为1时使能迟滞比较器。

PUS(bit15:14)：设置上下拉电阻，一共有四种选项可以选择：

PUE(bit13)：当IO作为输入的时候，这一位用来设置IO使用上下拉还是状态保持器。当为0的时候使用状态保持器，当为1的时候使用上下拉。状态保持器在IO作为输入的时候才有用，顾名思义，就是当外部电路断电以后此IO口可以保持住以前的状态。

PKE(bit12)：此位用来使能或者禁止上下拉/状态保持器功能，这一位为0时禁止上下拉/状态保持器，为1时使能上下拉和状态保持器。

ODE(bit11)：开漏使能，当IO作为输出的时候，用来禁止或者使能开漏输出，这一位为0的时候禁止开漏输出，为1的时候就使能开漏输出功能。

SPEED(bit7:6)：当IO用作输出的时候，此位用来设置IO速度。

DSE(bit5:3)：当IO用作输出的时候用来设置IO的驱动能力，可以简单理解为IO口上串联的电阻大小，电阻越小驱动能力越强，总共有8个可选项：

SRE(bit0)：IO翻转速度，为1时IO电平跳变时间更快，对应波形更陡；为0时IO电平跳变时间要慢一些，波形也更平缓。

介绍完了PAD寄存器的每一位，我们再回头看一下刚刚配置的0x17059，将它展开成二进制为：0001 0111 0000 0101 1001。

bit15:14设置为01，对应的是100K上拉，这是因为LED的阴极接到了GPIO上，保持默认状态下LED为熄灭状态。

bit5:3，这里配置的是R0/6，小伙伴们也可以试一下配置成其他的值，观察LED的亮度会不会有变化。https://www.forlinx.com/