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嵌入式Linux驱动—— 1 GPIO配置

news 来源：原创 2025/9/2 18:50:13

1.GPIO操作

1.1 IO命名

1.2 GPIO 时钟使能（CCM）

1.3 IO 复用（IOMUXC）

1.4 IO 配置

1.5 GPIO 配置

1.GPIO操作

GPIO操作主要是以下流程：

使能某组GPIO模块（GPIO1、2、...）（配置CCM寄存器）
配置 IO 的复用功能和参数（配置 IOMUXC寄存器）
配置GPIO（配置DR、GDIR、PSR...寄存器）

主要是配置相关寄存器，相关寄存器及其配置如下：

1.1 IO命名

形如 “IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO00” 的就是 GPIO 命名，命名形式就是“IOMUXC_SW_MUC_CTL_PAD_XX_XX”，后面的 “XX_XX” 就是 GPIO 命名

IMX6ULL 的 GPIO 并不像 STM32 一样以 PA0~15 这样命名，他是根据某个 IO 所拥有的功能来命名的

比如：我们一看到 GPIO1_IO01 就知道这个肯定能做 GPIO，看到 UART1_TX_DATA 肯定就知道这个 IO 肯定能做为 UART1 的发送引脚。

不过虽然IO的名字不同，但实际上他们都可以复用为GPIO（就是一个引脚多种功能）

1.2 GPIO 时钟使能（CCM）

CMM 有 CCM_CCGR0~CCM_CCGR6 这 7 个寄存器，这 7 个寄存器控制着 IMX6U 的所有外设时钟开关

我们以 CCM_CCGR0 为例来看一下如何禁止或使能一个外设的时钟

CCM_CCGR0 是个 32 位寄存器，其中每 2 位控制一个外设的时钟，比如 bit31:30 控制着 GPIO2 的外设时钟，两个位就有 4 种操作方式：

根据上述，如果我们要打开 GPIO2 的外设时钟，那么只需要设置 CCM_CCGR0 的 bit31 和 bit30 都为 1 即可，反之，如果要关闭 GPIO2 的外设时钟，那就设置 CCM_CCGR0 的 bit31 和 bit30 都为 0 即可。

1.3 IO 复用（IOMUXC）

以“IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO00”这个 IO 寄存器为例：

可以看出，这是一个32位的寄存器，但是只用到了最低 5 位，地址为 0X020E005C

bit0~bit3 (MUX_MODE) 就是设置 GPIO1_IO00 的复用功能的。GPIO1_IO00 一共可以复用为 9 种功能 IO，分别对应 ALT0~ALT8，其中 ALT5 就是作为 GPIO1_IO00

其实就是配置这个寄存器：

a) IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_<PAD_NAME> ：Mux pad xxx，选择某个 IO 引脚的功能

b) IOMUXC_SW_MUX_CTL_GRP_<GROUP_NAME>：Mux grp xxx，选择某组引脚的功能（这是配置一整组的）

IMX6U的 GPIO 一共有5组：GPIO1、GPIO2、GPIO3、GPIO4 和 GPIO5，其中 GPIO1 有32个 IO，GPIO2 有22个IO，GPIO3 有29个 IO、GPIO4 有 29 个IO，GPIO5 最少，只有12个IO，这样一共有124个GPIO。

详细复用配置可以查阅手册第 32 章“Chapter 32: IOMUX Controller(IOMUXC)”

1.4 IO 配置

我们会发现在《I.MX6UL 参考手册》第 30 章“Chapter 30: IOMUX Controller(IOMUXC)”的书签中，每一个 IO 会出现两次，它们的名字差别很小，比如 GPIO1_IO00 有如下两个书签：

IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO00

IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO00

上面两个都是跟 GPIO_IO00 有关的寄存器，名字上的区别就是红色部分

一个是“MUX”，一个是“PAD”。IOMUX_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO00 前面已经说了，是用来配置 GPIO1_IO00 复用功能的

那么 IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO00 是做什么的呢？

可以看出，IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO00 也是个32 位寄存器，地址为 0X020E02E8。只用到了其中的低 17 位

这个寄存器其实就是用来配置引脚参数的：

a) IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_<PAD_NAME>：pad pad xxx，设置某个IO引脚的参数

b) IOMUXC_SW_PAD_CTL_GRP_<GROUP NAME>：pad grp xxx，设置某组引脚的参数

寄存器不同的位代表了不同的参数，具体配置了哪些参数可以看正点原子的手册

1.5 GPIO 配置

IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_XX_XX 和 IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_XX_XX 这两种寄存器都是配置 IO 的，注意是 IO！不是 GPIO，GPIO 是一个 IO 众多复用功能中的一种。

将其复用为 GPIO 以后还需要对其 GPIO 的功能进行配置

PS：关于 I.MX6U 的 GPIO 请参考《IMX6UL 参考手册》的第 26 章“Chapter 26 General Purpose Input/Ouput (GPIO)”

当 IO 用作 GPIO 的时候需要设置的寄存器，一共有八个： DR、GDIR、PSR、ICR1、ICR2、EDGE_SEL、IMR 和 ISR。

DR 寄存器：数据寄存器

        此寄存器是 32 位的，一个 GPIO 组最大只有 32 个 IO，因此 DR 寄存器中的每个位都对应一个 GPIO。

        当 GPIO 被配置为输出功能以后，向指定的位写入数据那么相应的 IO 就会输出相应的高低电平

        当 GPIO 被配置为输入模式以后，此寄存器就保存着对应 IO 的电平值，每个位对对应一个 GPIO

GDIR 寄存器：方向寄存器

        GDIR 寄存器也是 32 位的，此寄存器用来设置某个 IO 的工作方向，是输入还是输出。

        每个 IO 对应一个位，如果要设置 GPIO 为输入的话就设置相应的位为 0，如果要设置为输出的话就设置为 1。

        比如要设置 GPIO1_IO00 为输入，那么 GPIO1.GDIR=0；

PSR 寄存器：状态寄存器

PSR 寄存器也是一个 GPIO 对应一个位，读取相应的位即可获取对应的 GPIO 的状态，也就是 GPIO 的高低电平值。功能和输入状态下的 DR 寄存器一样。

ICR1、ICR2、EDGE_SEL、IMR 和 ISR都是跟中断相关的寄存器，详细可以看正点原子手册P313

1.GPIO操作

1.1 IO命名

1.2 GPIO 时钟使能（CCM）

1.3 IO 复用（IOMUXC）

1.4 IO 配置

1.5 GPIO 配置

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