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Linux GPIO 系统：抽象化、中断和控制202
在 Linux 操作系统中，通用输入/输出 (GPIO) 系统提供了一种机制，允许应用程序访问和操作连接到系统板的通用目的 I/O 引脚。这些引脚可以配置为输入或输出，从而能够读取外部设备的状态或为外部设备提供控制信号。
GPIO 抽象化层
Linux 提供了一个抽象化层，使应用程序能够以统一且设备无关的方式访问 GPIO 引脚。该抽象化层定义了一组通用函数，用于读取、写入和配置 GPIO 引脚。通过使用此抽象，应用程序不必担心 GPIO 引脚的底层硬件细节，例如引脚编号或寄存器映射。抽象层还提供了对 GPIO 引脚进行分组和命名的方法，从而简化了应用程序的开发和维护。
GPIO 中断处理
GPIO 引脚可以配置为在特定事件发生时产生中断。例如，当外部设备向 GPIO 引脚发送信号时，可以产生中断。这允许应用程序异步响应外部事件，而无需不断轮询 GPIO 引脚的状态。Linux 提供了一个中断处理框架，允许应用程序注册中断处理程序并处理中断事件。
用户空间 GPIO 控制
访问和控制 GPIO 引脚可以从用户空间进行。可以通过 Linux 系统调用接口或通过以下库中的文件系统接口访问 GPIO 引脚：
libbcm2835（针对树莓派板）
libudev
这些库提供了高级函数，用于配置和操作 GPIO 引脚。它们还提供了对 GPIO 中断处理的支持。
内核 GPIO 控制器
GPIO 抽象化层和中断处理由内核 GPIO 控制器提供支持。GPIO 控制器负责管理 GPIO 引脚，处理中断以及向用户空间应用程序提供 GPIO 服务。Linux 内核包含支持各种硬件平台的 GPIO 控制器。这些控制器提供特定于平台的实现，以访问和控制 GPIO 引脚。
示例和应用
Linux GPIO 系统广泛用于各种嵌入式和物联网 (IoT) 应用程序中。一些示例包括：
控制 LED、按钮和传感器等外围设备
在多个设备之间建立通信
生成脉宽调制 (PWM) 信号
实现工业自动化和控制系统
通过提供对 GPIO 引脚的灵活且可编程访问，Linux GPIO 系统为开发人员提供了构建创新且响应式嵌入式系统的强大工具。
2024-12-28
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