Linux下GPIO对串口配置的影响 (linux gpio影响串口配置)
随着云计算、大数据、物联网等技术的快速发展，嵌入式系统已经广泛应用于交通、医疗、能源、航空等领域。而作为嵌入式系统的核心，Linux操作系统因其开源、免费、可定制、可扩展等优势，成为了业界最为流行的选择之一。在Linux系统中，GPIO和串口被广泛应用于嵌入式系统的硬件控制中。然而，在使用Linux系统的过程中，我们会发现，GPIO的使用会对串口的配置产生影响，本文将对此进行探讨。
一、GPIO和串口介绍
GPIO即通用输入输出，是一种用于电子系统中进行数字输入输出的编程接口。在嵌入式系统中，GPIO常常被用于控制外设、时序等方面。不同的开发板或芯片，其GPIO的数量、位置、电气特性都不相同。
串口（Serial Port）是指一种数据通讯接口，它通过几根线将数据从一台计算机传输到另一台计算机。串口一般具有两个方向：数据输入和数据输出。在Linux系统中，串口是通过字符设备进行访问的。
二、GPIO对串口的影响
在Linux系统中，GPIO和串口都是通过访问/proc文件系统中的文件来进行控制、配置、使用的。GPIO的使用会占用一些GPIO的资源，而这些GPIO的资源很可能会与串口的使用产生冲突，从而影响串口的使用。
具体来说，可通过下面几个文件进行GPIO操作：
1. /sys/class/gpio/export：将GPIO配置成Linux系统所使用的GPIO。
2. /sys/class/gpio/gpioxx/direction：GPIO的输入输出模式配置为输入或输出或输入输出模式。
3. /sys/class/gpio/gpioxx/value：GPIO的电平控制，只有当GPIO配置为输出模式时有效。
其中，xx代表GPIO编号，如GPIO0、GPIO1等。
下面，举两个例子说明GPIO与串口的关系：
例1：对ttyS0进行GPIO配置
将GPIO0配置成输入模式：
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echo 0 > /sys/class/gpio/export // 配置GPIO0为Linux系统所使用的GPIO
echo in > /sys/class/gpio/gpio0/direction // 配置GPIO0为输入模式
“`
然后，查看ttyS0的端口号：
“`
cat /proc/tty/driver/serial // 查看串口的端口号，假设为ttyS0
“`
接下来，需要让GPIO0的电平与串口ttyS0的RTS连在一起，并使其电平保持高电平（高电平时，串口为接收状态）：
“`
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio0/value // 使GPIO0的电平为低电平
stty -F /dev/ttyS0 115200 crtscts // 打开串口的硬件流控，并使用上一步设置的GPIO0和RTS进行连接
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio0/value // 使GPIO0的电平为高电平
“`
这里的RTS即Ready to Send，表示就绪发送信号，是串口数据传输的一种控制信号。
例2：对ttyS0进行GPIO操作（重新打开串口）
在这个例子中，首先需要关闭串口，然后才能进行GPIO操作。
查看ttyS0的端口号：
“`
cat /proc/tty/driver/serial // 查看串口的端口号，假设为ttyS0
“`
接下来，关闭串口：
“`
stty -F /dev/ttyS0 0 // 关闭串口
“`
然后，将GPIO3配置成输出模式，并使其电平保持高电平：
“`
echo 3 > /sys/class/gpio/export // 配置GPIO3为Linux系统所使用的GPIO
echo out > /sys/class/gpio/gpio3/direction // 配置GPIO3为输出模式
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio3/value // 使GPIO3的电平为高电平
“`
重新打开串口：
“`
stty -F /dev/ttyS0 115200 // 打开串口
“`
这个例子中，GPIO3被配置为输出模式，并使其电平保持高电平，在重启串口时，由于Linux系统默认的RTS参数是不打开的，因此没有出现电平冲突的情况。
三、
在使用Linux系统时，GPIO和串口是两个非常重要的硬件控制接口。在进行嵌入式系统开发时，为了避免GPIO与串口资源冲突，需要仔细设计和管理。
尤其在嵌入式系统的复杂场景中，出现GPIO和串口冲突的情况并不罕见。因此，我们需要在实际的嵌入式开发中，深入理解GPIO和串口的概念和内部原理，针对具体场景进行配置、调试和优化，以确保系统的稳定性和可靠性。
