【触觉智能 Purple Pi开发板试用】交通灯测试

触觉智能 Purple Pi开发板是一块很小巧的板子，板载了兼容树莓派的40Pin，在开发板的背后，丝印清晰的列出了所有的接口：

拿到板子第一件事，就是点灯。这次不点一个灯了，直接点一个交通灯吧。

通过板子备好的丝印，决定使用GPIO87、GPIO88、GPIO89，具体连线如下：

Purple Pi默认的系统，启动后是root用户，通过uname可以查看当前系统信息：

# uname -a
Linux buildroot 4.9.84 #736 SMP PREEMPT Thu Aug 4 10:07:16 CST 2022 armv7l GNU/Linux

在这个环境下，可以直接通过sysfs来操控GPIO，从而控制LED。

通过sysfs操控GPIO，由下面两个文件控制：

# ls -l /sys/class/gpio/*export
--w-------    1 root     root          4096 Jan  1 00:29 /sys/class/gpio/export
--w-------    1 root     root          4096 Jan  1 00:29 /sys/class/gpio/unexport

export用于启用对应的GPIO口，unexport用于停用对应的GPIO口。

# ls -l /sys/class/gpio/
total 0
--w-------    1 root     root          4096 Jan  1 00:37 export
lrwxrwxrwx    1 root     root             0 Jan  1 00:29 gpio72 -> ../../devices/gpiochip0/gpio/gpio72
lrwxrwxrwx    1 root     root             0 Jan  1 00:29 gpiochip0 -> ../../devices/gpiochip0/gpio/gpiochip0
--w-------    1 root     root          4096 Jan  1 00:37 unexport
#
# echo 87 > /sys/class/gpio/export
# ls -l /sys/class/gpio/
total 0
--w-------    1 root     root          4096 Jan  1 00:37 export
lrwxrwxrwx    1 root     root             0 Jan  1 00:29 gpio72 -> ../../devices/gpiochip0/gpio/gpio72
lrwxrwxrwx    1 root     root             0 Jan  1 00:37 gpio87 -> ../../devices/gpiochip0/gpio/gpio87
lrwxrwxrwx    1 root     root             0 Jan  1 00:29 gpiochip0 -> ../../devices/gpiochip0/gpio/gpiochip0
--w-------    1 root     root          4096 Jan  1 00:29 unexport
#
# echo 87 > /sys/class/gpio/unexport
# ls -l /sys/class/gpio/
total 0
--w-------    1 root     root          4096 Jan  1 00:37 export
lrwxrwxrwx    1 root     root             0 Jan  1 00:29 gpio72 -> ../../devices/gpiochip0/gpio/gpio72
lrwxrwxrwx    1 root     root             0 Jan  1 00:29 gpiochip0 -> ../../devices/gpiochip0/gpio/gpiochip0
--w-------    1 root     root          4096 Jan  1 00:37 unexport
#

从上面的操作输出可以看到，如果要启用某个GPIO口，就将其编号，写入到export，如果要停用，则写入unexport

我们要使用GPIO87、GPIO88、GPIO89来控制交通灯，所以启用这三个GPIO端口：

# echo 87 > /sys/class/gpio/export
# echo 87 > /sys/class/gpio/export
# echo 87 > /sys/class/gpio/export
# 
# ls -l /sys/class/gpio/
total 0
--w-------    1 root     root          4096 Jan  1 00:39 export
lrwxrwxrwx    1 root     root             0 Jan  1 00:29 gpio72 -> ../../devices/gpiochip0/gpio/gpio72
lrwxrwxrwx    1 root     root             0 Jan  1 00:39 gpio87 -> ../../devices/gpiochip0/gpio/gpio87
lrwxrwxrwx    1 root     root             0 Jan  1 00:39 gpio88 -> ../../devices/gpiochip0/gpio/gpio88
lrwxrwxrwx    1 root     root             0 Jan  1 00:39 gpio89 -> ../../devices/gpiochip0/gpio/gpio89
lrwxrwxrwx    1 root     root             0 Jan  1 00:29 gpiochip0 -> ../../devices/gpiochip0/gpio/gpiochip0
--w-------    1 root     root          4096 Jan  1 00:37 unexport
#

启用后，就会出现三个目录，分别为：

• /sys/class/gpio/gpio87/
• /sys/class/gpio/gpio88/
• /sys/class/gpio/gpio89/

这三个目录内，都有着控制GPIO具体表现的文件：

# ls -l /sys/class/gpio/gpio87/
total 0
-rw-r--r--    1 root     root          4096 Jan  1 00:40 active_low
lrwxrwxrwx    1 root     root             0 Jan  1 00:40 device -> ../../../gpiochip0
-rw-r--r--    1 root     root          4096 Jan  1 00:40 direction
-rw-r--r--    1 root     root          4096 Jan  1 00:40 edge
drwxr-xr-x    2 root     root             0 Jan  1 00:40 power
lrwxrwxrwx    1 root     root             0 Jan  1 00:40 subsystem -> ../../../../class/gpio
-rw-r--r--    1 root     root          4096 Jan  1 00:39 uevent
-rw-r--r--    1 root     root          4096 Jan  1 00:40 value
#

其中：

• direction：控制输入in，还是输出out
• value：当前电平值
• active_low：翻转电平
• edge：中断触发模式

一般情况下，主要使用direction和value，其他有需要可以深入了解。

其基本使用如下的方式：

cd /sys/class/gpio/gpio87/

# 设置为输出模式
echo out > direction
# 输出高电平
echo 1 > value
# 输出低电平
echo 0 > value

# 设置为输入模式
echo in > direction
cat value

了解以上逻辑后，就可以用shell脚本编写控制程序了。

控制交通灯的shell脚本如下：

#!/bin/sh

idx=0

p1=89
p2=88
p3=87

gpio_dir=/sys/class/gpio
export_file=$gpio_dir/export

if [ ! -d $gpio_dir/gpio$p1 ]; then
	echo $p1 > $export_file
fi
if [ ! -d $gpio_dir/gpio$p2 ]; then
	echo $p2 > $export_file
fi
if [ ! -d $gpio_dir/gpio$p3 ]; then
	echo $p3 > $export_file
fi

echo out > $gpio_dir/gpio$p1/direction
echo out > $gpio_dir/gpio$p2/direction
echo out > $gpio_dir/gpio$p3/direction

echo 0 > $gpio_dir/gpio$p1/value
echo 0 > $gpio_dir/gpio$p2/value
echo 0 > $gpio_dir/gpio$p3/value

while [ 1 ]
do
	let p=idx%3
	echo 0 > $gpio_dir/gpio$p1/value
	echo 0 > $gpio_dir/gpio$p2/value
	echo 0 > $gpio_dir/gpio$p3/value

	if [ $p -eq 0 ]; then
		echo "Pin$p1-LED ON"
		echo 1 > $gpio_dir/gpio$p1/value
	fi
	if [ $p -eq 1 ]; then
		echo " Pin$p2-LED ON"
		echo 1 > $gpio_dir/gpio$p2/value
	fi
	if [ $p -eq 2 ]; then
		echo "  Pin$p3-LED ON"
		echo 1 > $gpio_dir/gpio$p3/value
	fi	
	let idx=idx+1
	sleep 0.3
done

上述控制逻辑比较简单，就是设置了一个计数器，然后对其值对3取整，来确定具体要点亮的LED。

将上述脚本保存为test_led.sh，然后运行，输出如下：

实际的效果如视频所示：