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用GPIO实现多路外部中断及脉冲计数作者:黄志超    发布时间:2019-4-23    被阅览数:

  英创工控主板都给用户提供了丰富的GPIO资源,在ESMARC系列的板卡上配置了32位GPIO,GPIO(General-purpose input/output)即通用输入输出,在实际使用中有多种用途,而作为外部中断输入便是较常用的功能,通过对外部输入中断的响应,可以满足多种应用需求,脉冲计数就是一种典型的应用。英创主板已经给用户提供了两路中断功能,是采用异步IO的方式,电平上升沿触发中断,通过信号量SIGIO通知应用程序,关于详细的资料可以参考网站:《ESM335x外部中断输入应用》


  为了让用户能够使用到更多外部输入中断,英创公司进一步在驱动中增加了相应的功能和接口,利用IO多路复用的技术让所有GPIO都能够作为外部中断输入,通过程序设置使能,一旦管脚电平发生变化,内核就会通知应用程序,这时使用select或者poll函数就可以接收到内核发出的消息。通过这种方式,用户可以将主板的32位GPIO全部作为外部中断输入,而原来提供的采用异步IO方式的两路中断我们原则上就不再做更新和维护,建议客户使用我们最新提供的方法。下面就以两路GPIO的脉冲计数功能为例,介绍如何通过select或者poll函数实现外部中断响应。


  首先要启用中断输入功能,这一步需要调用英创公司提供的设置GPIO为输入状态的API函数来实现。也就是在程序中调用一次函数,设置GPIO为输入状态,就能把对应的GPIO管脚设置为外部中断输入功能,如设置GPIO0和GPIO23为中断输入,代码如下:

  int GPIO_OutDisable(fd, GPIO0 | GPIO23)


  当设置完成后,GPIO作为输入状态,同时会监测外部输入电平变化,并通过内核驱动通知应用层。应用程序使用select或者poll函数来监听GPIO的句柄的读事件就能够获取到通知,用户可以通过多线程的方式来实现,通过select函数实现代码如下:




while( 1 )

  {

    //设置读事件

    FD_ZERO(&fdRead);

    FD_SET(fd,&fdRead);

 

    //设置超时时间

  aTime.tv_sec = 0;

  aTime.tv_usec = 20000;

 

  ret = select(fd+1,&fdRead,NULL,NULL,&aTime);

 

              if (ret < 0 )

              {

                     printf("error!\n");

                     break;

              }

 

              if (ret > 0)

              {

                     //判断是否读事件

                     if (FD_ISSET(fd,&fdRead))

                     {

                            dwPinState = GPIO0 | GPIO23;

                            rc = GPIO_PinState(fds.fd, &dwPinState);

                            if(rc< 0)

                            {

                                   printf("GPIO_PinState::failed %d\n", rc);

                                   returnrc;

                            }

 

//根据上升沿对脉冲计数

                            if(dwPinState& GPIO0)

                                   pulse1_num++;

                            if(dwPinState& GPIO23)

                                   pulse2_num++;

 

//计数到500就退出

                            if(pulse1_num == 500 && pulse2_num == 500)

                            {

                                   printf("the pules number is 500\n");

                                   break;

                            }

                     }

             }

      }

     close(fd);

      return 0;


  使用poll函数也是类似的,同样的需要先使能GPIO的外部中断输入功能,即调用一次设置GPIO为输入状态的函数,然后使用poll函数来监听GPIO的句柄的读事件就能够获取到通知,具体代码如下:




while(1)

       {

              structpollfdfds;

              int timeout;

 

//设置监听句柄

              fds.fd = fd;

//设置读事件

              fds.events = POLLIN;

//设置超时时间

              timeout = 20000;

 

              ret = poll(&fds, 1, timeout);

              if (ret < 0 )

              {

                     printf("error!\n");

                     break;

              }

 

              if (ret > 0)

              {

                     //判断是否读事件

                     if (fds.revents == POLLIN)

                     {

                            dwPinState = GPIO0 | GPIO23;

                            rc = GPIO_PinState(fds.fd, &dwPinState);

                            if(rc< 0)

                            {

                                   printf("GPIO_PinState::failed %d\n", rc);

                                   returnrc;

                            }

 

//根据上升沿对脉冲计数

                            if(dwPinState& GPIO0)

                                   pulse1_num++;

                            if(dwPinState& GPIO23)

                                   pulse2_num++;

 

//计数到500就退出

                            if(pulse1_num == 500 && pulse2_num == 500)

                            {

                                   printf("the pules number is 500\n");

                                   break;

                            }

                     }

              }

      }

     close(fd);

      return 0;


  当输入电平发生变化,select和poll函数侦测到读事件,就可以进行相应的操作,示例代码通过判断上升沿来计数脉冲数,经过测试,上述代码能对两路2KHz的脉冲实现可靠计数。用户还可以根据实际的应用需求,把上述代码修改为支持多路脉冲计数功能。


  对于不需要外部输入中断功能的用户也不会有什么影响,当调用函数将GPIO设置为输入后,不使用select和poll函数去监听GPIO的句柄即可,其他功能都和原来保持一致。如有感兴趣的客户,可以英创工程师联系索取代码。

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