RT-Thread記錄（十三、I/O 設(shè)備模型之PIN設(shè)備）

講完UART設(shè)備之后，我們已經(jīng)熟悉RT-Thread I/O 設(shè)備模型了，回頭看看基本的 PIN 設(shè)備。

目錄

前言
一、PIN 設(shè)備模型解析

1.1 初識 GPIO 操作函數(shù)
1.2 PIN 設(shè)備框架
1.3 PIN 設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架層
實(shí)現(xiàn)的函數(shù)
PIN 設(shè)備控制塊
注冊函數(shù)
1.4 PIN 設(shè)備驅(qū)動(dòng)層
實(shí)現(xiàn)的函數(shù)
初始化函數(shù)
☆引腳定義☆

二、PIN 設(shè)備操作函數(shù)

2.1 獲取 PIN 索引號方法
2.2 操作函數(shù)
2.2.1 設(shè)置 GPIO 模式
2.2.2 設(shè)置/ 讀取 GPIO 電平
2.2.3 綁定/脫離中斷回調(diào)函數(shù)
2.2.4 使能中斷

三、PIN 設(shè)備示例
結(jié)語

前言

我們學(xué)習(xí)一個(gè) MCU 的最基本的 GPIO 口，也就是 PIN 設(shè)備模型，我們還沒有講過，至于原因之前也說了，因?yàn)?PIN 設(shè)備的操作函數(shù)與我們介紹的 I/O 設(shè)備模型的通用函數(shù)名稱不太對應(yīng)，對于新手來說先將 PIN 設(shè)備可能會(huì)讓人難以理解。

所以前面的文章我們先講了 UART 設(shè)備模型，從源碼分析了一下 UART 設(shè)備的設(shè)計(jì)思路，從設(shè)備驅(qū)動(dòng)層，和設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架層再到 I/O 設(shè)備管理層，最后到應(yīng)用層，我們都理過一遍。

有了前面的經(jīng)驗(yàn)，本文我們就來學(xué)習(xí)了解 RT-Thread PIN設(shè)備 。

??
本 RT-Thread 專欄記錄的開發(fā)環(huán)境：
RT-Thread記錄（一、RT-Thread 版本、RT-Thread Studio開發(fā)環(huán)境 及 配合CubeMX開發(fā)快速上手）
RT-Thread記錄（二、RT-Thread內(nèi)核啟動(dòng)流程 — 啟動(dòng)文件和源碼分析）
??
RT-Thread 設(shè)備篇系列博文鏈接：
RT-Thread記錄（十、全面認(rèn)識 RT-Thread I/O 設(shè)備模型）
RT-Thread記錄（十一、I/O 設(shè)備模型之UART設(shè)備 — 源碼解析）
RT-Thread記錄（十二、I/O 設(shè)備模型之UART設(shè)備 — 使用測試）

一、PIN 設(shè)備模型解析

一直說到 PIN 設(shè)備有點(diǎn)特殊，和我們講 I/O 設(shè)備模型時(shí)候的設(shè)備感覺有一點(diǎn)區(qū)別的，那么到底怎么個(gè)特殊法？我們還是需要具體來分析一下：

1.1 初識 GPIO 操作函數(shù)

我們還是從上層的 I/O 設(shè)備管理層來開始，看看 PIN 設(shè)備管理層提供的訪問 GPIO 的接口有哪些：

我們可以發(fā)現(xiàn)，上面的 PIN 設(shè)備管理接口的操作函數(shù)，與我們將的通用的函數(shù)完全不一樣，如下圖：

這也是為什么我們將設(shè)備示例的時(shí)候沒有先講 PIN 設(shè)備的原因，怕很多小伙伴剛開始不理解，那么為什么會(huì)這樣呢？

1.2 PIN 設(shè)備框架

我們通過前面的 UART 設(shè)備的分析，已經(jīng)知道了設(shè)備的基本的框架了，首先我們來看一下 上一篇文章講到的 UART 設(shè)備框架：

對于 PIN 設(shè)備來說，框架總結(jié)如下圖表：

?? 前面一直說 PIN 設(shè)備有點(diǎn)特別，那只不過是因?yàn)楣俜秸f明中 應(yīng)用程序調(diào)用的不是 I/O 設(shè)備管理層的接口函數(shù)，而是直接調(diào)用的 PIN 設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架層的接口函數(shù)：

知道了這一點(diǎn)的話，其實(shí)我們都不需要進(jìn)行過多的分析，具體的過程分析可以查看前面幾篇博文，我們這里只需要對 PIN 設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架層 和 設(shè)備驅(qū)動(dòng)層的接口簡單的了解一下，畢竟 GPIO 的操作還是很簡單的。

1.3 PIN 設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架層

通過上面的說明，我們知道 PIN 設(shè)備的使用是直接調(diào)用的 設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架層的接口，所以我們來看看 PIN 設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架層的文件（pin.c）有哪些函數(shù)接口:

實(shí)現(xiàn)的函數(shù)

//私有的
static struct rt_device_pin _hw_pin;
static rt_size_t _pin_read(rt_device_t dev, rt_off_t pos, void *buffer, rt_size_t size)
static rt_size_t _pin_write(rt_device_t dev, rt_off_t pos, const void *buffer, rt_size_t size)
static rt_err_t  _pin_control(rt_device_t dev, int cmd, void *args)

//可調(diào)用的
int rt_device_pin_register(const char *name, const struct rt_pin_ops *ops, void *user_data);

/* Get pin number by name,such as PA.0,P0.12 */
rt_base_t rt_pin_get(const char *name);
void rt_pin_mode(rt_base_t pin, rt_base_t mode);
void rt_pin_write(rt_base_t pin, rt_base_t value);
int  rt_pin_read(rt_base_t pin);
rt_err_t rt_pin_attach_irq(rt_int32_t pin, rt_uint32_t mode,
                             void (*hdr)(void *args), void  *args);
rt_err_t rt_pin_detach_irq(rt_int32_t pin);
rt_err_t rt_pin_irq_enable(rt_base_t pin, rt_uint32_t enabled);

挑一個(gè)函數(shù)簡單看看：

/* RT-Thread Hardware PIN APIs */
void rt_pin_mode(rt_base_t pin, rt_base_t mode)
{
    RT_ASSERT(_hw_pin.ops != RT_NULL);
    _hw_pin.ops->pin_mode(&_hw_pin.parent, pin, mode);
}

函數(shù)先斷言判斷_hw_pin.ops這個(gè)結(jié)構(gòu)體是否有效，有效的情況下就設(shè)置引腳的模式。

第一個(gè)參數(shù)是引腳的索引號（這個(gè)在我們下面講解 PIN 設(shè)備驅(qū)動(dòng)層的時(shí)候會(huì)有說明什么是索引號），
第二個(gè)參數(shù)是引腳模式（具體的模式我們也會(huì)再下面講解GPIO 設(shè)置時(shí)候統(tǒng)一說明）。

PIN 設(shè)備控制塊

在 RT-Thread 中 PIN 設(shè)備作為一個(gè)對象，那么肯定有他的對象控制塊，和我們前面學(xué)習(xí)的所有的對象一樣，在pin.h中有 PIN 設(shè)備的對象結(jié)構(gòu)體:

/* pin device and operations for RT-Thread */
struct rt_device_pin
{
    struct rt_device parent;  // rt_device 我們前面講過的，所有 device 的父類
    const struct rt_pin_ops *ops;
};

struct rt_pin_ops
{
    void (*pin_mode)(struct rt_device *device, rt_base_t pin, rt_base_t mode);
    void (*pin_write)(struct rt_device *device, rt_base_t pin, rt_base_t value);
    int (*pin_read)(struct rt_device *device, rt_base_t pin);

    /* TODO: add GPIO interrupt */
    rt_err_t (*pin_attach_irq)(struct rt_device *device, rt_int32_t pin,
                      rt_uint32_t mode, void (*hdr)(void *args), void *args);
    rt_err_t (*pin_detach_irq)(struct rt_device *device, rt_int32_t pin);
    rt_err_t (*pin_irq_enable)(struct rt_device *device, rt_base_t pin, rt_uint32_t enabled);
    rt_base_t (*pin_get)(const char *name);
};

?? PIN 設(shè)備的訪問函數(shù)都是在 PIN 設(shè)備控制塊中的結(jié)構(gòu)體成員 ops 中實(shí)現(xiàn)的，也是通過這個(gè)結(jié)構(gòu)體成員與 底層驅(qū)動(dòng)層關(guān)聯(lián)起來 —— 在設(shè)備驅(qū)動(dòng)層定義rt_pin_ops類型的變量，實(shí)現(xiàn)這些操作函數(shù)。

注冊函數(shù)

在 PIN設(shè)備初始化的時(shí)候，rt_hw_pin_init()會(huì)調(diào)用 rt_device_pin_register 函數(shù)進(jìn)行 PIN 設(shè)備的初始化。

PIN 設(shè)備注冊函數(shù)，使用這個(gè)注冊函數(shù)，可以綁定底層驅(qū)動(dòng)層的函數(shù)，也同時(shí)將設(shè)備接口提供給上層 I/O 設(shè)備管理層：

int rt_device_pin_register(const char *name, const struct rt_pin_ops *ops, void *user_data)
{
    _hw_pin.parent.type         = RT_Device_Class_Miscellaneous;
    _hw_pin.parent.rx_indicate  = RT_NULL;
    _hw_pin.parent.tx_complete  = RT_NULL;

#ifdef RT_USING_DEVICE_OPS
    _hw_pin.parent.ops          = &pin_ops;
#else
    _hw_pin.parent.init         = RT_NULL; //PIN 設(shè)備不需要
    _hw_pin.parent.open         = RT_NULL; //
    _hw_pin.parent.close        = RT_NULL; //
    _hw_pin.parent.read         = _pin_read; //* 把設(shè)備的read操作綁定在pin.c的_pin_read函數(shù) */
    _hw_pin.parent.write        = _pin_write; //同上
    _hw_pin.parent.control      = _pin_control; //同上
#endif
	/* 
	把drv_gpio.c所實(shí)現(xiàn)的_stm32_pin_ops綁定在_hw_pin.ops上 
	因?yàn)?PIN 設(shè)備驅(qū)動(dòng)層使用的注冊函數(shù)為:
	rt_device_pin_register("pin", &_stm32_pin_ops, RT_NULL);
	*/
    _hw_pin.ops                 = ops;
    _hw_pin.parent.user_data    = user_data;

    /*
    register a character device
    /* 將其注冊進(jìn)device設(shè)備框架中 */ 
    */
    rt_device_register(&_hw_pin.parent, name, RT_DEVICE_FLAG_RDWR);

    return 0;
}

在注冊函數(shù)中：_hw_pin.ops = ops; 這個(gè)操作就把設(shè)備驅(qū)動(dòng)層實(shí)現(xiàn)的硬件操作函數(shù)給關(guān)聯(lián)到了 設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架層。

官方說明的 PIN 設(shè)備訪問的接口就是在 設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架層 提供的函數(shù)接口。

但是我們看到：

    _hw_pin.parent.read         = _pin_read; //把設(shè)備的read操作綁定在pin.c的_pin_read函數(shù) 
    _hw_pin.parent.write        = _pin_write;
    _hw_pin.parent.control      = _pin_control;

這說明我們不僅可以使用 rt_pin_read 獲取 PIN 設(shè)備的值，還可以使用 rt_device_read 獲取 PIN 設(shè)備的值?。?！

?? 在 RT-Thread 的 PIN 設(shè)備模型中， rt_pin_read 函數(shù)和 rt_device_read 函數(shù)效果一樣。

1.4 PIN 設(shè)備驅(qū)動(dòng)層

PIN 設(shè)備驅(qū)動(dòng)層，直接與硬件打交道的層面，對于我們使用的 STM32 來說，里面的很多操作我們應(yīng)該都不會(huì)陌生，我們也簡單了解下里面的函數(shù)，主要的目的在于實(shí)現(xiàn) PIN 設(shè)備控制塊中 rt_pin_ops 成員中的幾個(gè)函數(shù)：

實(shí)現(xiàn)的函數(shù)

static const struct pin_index *get_pin(uint8_t pin)
static void stm32_pin_write(rt_device_t dev, rt_base_t pin, rt_base_t value)
static int stm32_pin_read(rt_device_t dev, rt_base_t pin)
static void stm32_pin_mode(rt_device_t dev, rt_base_t pin, rt_base_t mode)

rt_inline rt_int32_t bit2bitno(rt_uint32_t bit)
rt_inline const struct pin_irq_map *get_pin_irq_map(uint32_t pinbit)

static rt_err_t stm32_pin_attach_irq(struct rt_device *device, rt_int32_t pin,
                                     rt_uint32_t mode, void (*hdr)(void *args), void *args)
static rt_err_t stm32_pin_dettach_irq(struct rt_device *device, rt_int32_t pin)
static rt_err_t stm32_pin_irq_enable(struct rt_device *device, rt_base_t pin,
                                     rt_uint32_t enabled)

/*一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)體*/
const static struct rt_pin_ops _stm32_pin_ops =
{
    stm32_pin_mode,
    stm32_pin_write,
    stm32_pin_read,
    stm32_pin_attach_irq,
    stm32_pin_dettach_irq,
    stm32_pin_irq_enable,
};

rt_inline void pin_irq_hdr(int irqno)

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
void EXTI0_IRQHandler(void)
...//一系列的外部中斷函數(shù)
...
int rt_hw_pin_init(void)

我們簡單來看一個(gè)函數(shù)，根本不需要過多的解釋：

static void stm32_pin_write(rt_device_t dev, rt_base_t pin, rt_base_t value)
{
    const struct pin_index *index;

    index = get_pin(pin);
    if (index == RT_NULL)
    {
        return;
    }

    HAL_GPIO_WritePin(index->gpio, index->pin, (GPIO_PinState)value);
}

初始化函數(shù)

初始化函數(shù)雖然重要，但是簡單，看一下就能明白，首先就是熟悉的 GPIO 時(shí)鐘初始化，

然后就是調(diào)用設(shè)備注冊函數(shù)，設(shè)備名稱 pin ，也是在這里定義的，如果改成其他的，在 shell 工具中使用 list_device 就會(huì)顯示其他的名稱了。

第二個(gè)參數(shù)，就是將設(shè)備驅(qū)動(dòng)層中實(shí)現(xiàn)的對硬件的操作函數(shù)關(guān)聯(lián)到 PIN 設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架層以供應(yīng)用程序使用用。

int rt_hw_pin_init(void)
{
#if defined(__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE)
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
#endif
    
#if defined(__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE)
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
#endif
    
#if defined(__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE)
    __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();
#endif
    
#if defined(__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE)
    __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
#endif

#if defined(__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE)
    __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
#endif

#if defined(__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE)
    __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
#endif

#if defined(__HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE)
    #ifdef SOC_SERIES_STM32L4
        HAL_PWREx_EnableVddIO2();
    #endif
    __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();
#endif

#if defined(__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE)
    __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
#endif

#if defined(__HAL_RCC_GPIOI_CLK_ENABLE)
    __HAL_RCC_GPIOI_CLK_ENABLE();
#endif

#if defined(__HAL_RCC_GPIOJ_CLK_ENABLE)
    __HAL_RCC_GPIOJ_CLK_ENABLE();
#endif

#if defined(__HAL_RCC_GPIOK_CLK_ENABLE)
    __HAL_RCC_GPIOK_CLK_ENABLE();
#endif

    return rt_device_pin_register("pin", &_stm32_pin_ops, RT_NULL);
}

☆引腳定義☆

在驅(qū)動(dòng)文件中，關(guān)于 GPIO 引腳的定義方式（STM32為例），我們有必要說明一下。

與 UART 不同的是，GPIO 配置簡單能夠更直接關(guān)聯(lián)硬件，所以 HAL 庫并沒有為 GPIO 提供句柄結(jié)構(gòu)體描述，在 HAL 庫中描述 GPIO 使用了兩個(gè)參數(shù)：GPIO_TypeDef* GPIOx和GPIO_Pin，比如：

GPIO_PinState     HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);
void              HAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin, GPIO_PinState PinState);

void              HAL_GPIO_TogglePin(GPIO_TypeDef* GPIOx, uint16_t GPIO_Pin);

而在 RT-Thread 中，其定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)體 pin_index，通過一個(gè)變量即可描述一個(gè) GPIO，如下：

/* STM32 GPIO driver */
struct pin_index
{
    int index;
    GPIO_TypeDef *gpio;
    uint32_t pin;
};

針對這個(gè)結(jié)構(gòu)體，驅(qū)動(dòng)程序中給了一些補(bǔ)充的操作：

/*
相當(dāng)于結(jié)構(gòu)體pin_index以宏定義的形式被初始化
用C語言字符串連接定義引腳信息
index   	引腳的索引號，用戶可自行定義的驅(qū)動(dòng)程序定義的引腳編號
gpio   		相當(dāng)于HAL庫中的GPIO_TypeDef 
gpio_index 	相當(dāng)于HAL庫中的GPIO_Pin

例如宏__STM32_PIN(0, A, 0) 就表示結(jié)構(gòu)體內(nèi)容為 {0, GPIOA, GPIO_PIN_0}
*/

#define __STM32_PIN(index, gpio, gpio_index)                                \
    {                                                                       \
        index, GPIO##gpio, GPIO_PIN_##gpio_index                            \
    }

//保留未使用的宏定義,有些IO口未使用，使用這個(gè)宏定義
#define __STM32_PIN_RESERVE                                                 \
    {                                                                       \
        -1, 0, 0                                                            \
    }

static const struct pin_index pins[] = 
{
#if defined(GPIOA)
    __STM32_PIN(0 ,  A, 0 ),
    __STM32_PIN(1 ,  A, 1 ),
    __STM32_PIN(2 ,  A, 2 ),
    __STM32_PIN(3 ,  A, 3 ),
    __STM32_PIN(4 ,  A, 4 ),
    __STM32_PIN(5 ,  A, 5 ),
    __STM32_PIN(6 ,  A, 6 ),
    __STM32_PIN(7 ,  A, 7 ),
    __STM32_PIN(8 ,  A, 8 ),
    __STM32_PIN(9 ,  A, 9 ),
    __STM32_PIN(10,  A, 10),
    __STM32_PIN(11,  A, 11),
    __STM32_PIN(12,  A, 12),
    __STM32_PIN(13,  A, 13),
    __STM32_PIN(14,  A, 14),
    __STM32_PIN(15,  A, 15),
#if defined(GPIOB)
    __STM32_PIN(16,  B, 0),
    __STM32_PIN(17,  B, 1),

 //后面省略很多......

首先宏定義#define __STM32_PIN(index, gpio, gpio_index) ：

其中##為C語言連接符，其功能是在帶參數(shù)的宏定義中將兩個(gè)子串(token)聯(lián)接起來，從而形成一個(gè)新的子串，例如宏__STM32_PIN(0, A, 0) 就表示結(jié)構(gòu)體內(nèi)容為 {0, GPIOA, GPIO_PIN_0}，就等于定義了一個(gè)pin_index結(jié)構(gòu)體。

然后宏定義__STM32_PIN_RESERVE ：

預(yù)留的IO樓，有些IO口未使用，使用這個(gè)宏定義

接下來的結(jié)構(gòu)體數(shù)組pins ：

pins 為pin_index結(jié)構(gòu)體類型的數(shù)組，RT-Thread 使用 pins 數(shù)組對 所有的 GPIO 引腳進(jìn)行初始化定義。

這樣就相當(dāng)于芯片上所支持的 IO 口都進(jìn)行了初始化定義，每一個(gè) GPIO 都有了一個(gè)對應(yīng)的索引號index。
在 RT-Thread 提供的 PIN 設(shè)備操作函數(shù)中void rt_pin_mode(rt_base_t pin, rt_base_t mode);， 他的第一個(gè)參數(shù)也不是類似 PIN設(shè)備控制塊之類的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而是一個(gè)引腳索引號，就是對應(yīng)的上面這個(gè)index。

引腳中斷的分析和 引腳定義類似，可自行查看代碼，這里就不過多說明。

二、PIN 設(shè)備操作函數(shù)

文章開頭我們雖然已經(jīng)認(rèn)識過 PIN 設(shè)備的操作函數(shù)，但是我們沒有對函數(shù)參數(shù)可取值做說明，學(xué)習(xí) API 的使用還是老樣子，直接放函數(shù)原型然后看注釋。

2.1 獲取 PIN 索引號方法

在我們使用某個(gè) GPIO 的時(shí)候，第一步要做的就是獲取 GPIO 的索引號，即上文說到的index。因?yàn)閷?PIN 設(shè)備的訪問操作都是通過這個(gè)索引號進(jìn)行的。

在 RT-Thread 中，提供了 3種方式獲取 PIN 設(shè)備索引號：

方法一： 使用函數(shù)rt_pin_get()：

在 pin.c 文件中提供了一個(gè)函數(shù)：

rt_base_t rt_pin_get(const char *name)

里面的參數(shù)為一個(gè)名字，那么這個(gè)名字是什么呢？在函數(shù)申明有注釋：

對于STM32而言，使用示例如下：

//獲取索引號
pin_number = rt_pin_get("PA.9"); // pin_number 就是索引號
//設(shè)置GPIO模式
rt_pin_mode(pin_number , PIN_MODE_INPUT_PULLUP);

方法二： 使用宏定義GET_PIN：

在drv_common.h文件中有宏定義，可以直接獲取 GPIO 的索引號：

#define __STM32_PORT(port)  GPIO##port##_BASE
#define GET_PIN(PORTx,PIN) (rt_base_t)((16 * ( ((rt_base_t)__STM32_PORT(PORTx) - (rt_base_t)GPIOA_BASE)/(0x0400UL) )) + PIN)

對于STM32而言，使用示例如下：

//獲取索引號
#define LED0_PIN        GET_PIN(B,  9)

//LED0 點(diǎn)亮或者熄滅
#define LED0(n)	(n ? rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH) : rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW))

方法三： 查看驅(qū)動(dòng)文件drv_gpio.c：

上面講解 PIN 設(shè)備驅(qū)動(dòng)層的時(shí)候說到過，所有的 GPIO 對應(yīng)的索引號都會(huì)在驅(qū)動(dòng)文件中定義，直接查看文件使用索引號就可以：

對于STM32而言，使用示例如下：

//對應(yīng)驅(qū)動(dòng)文件，下面的代碼含義就是 設(shè)置 PA0 的模式為 PIN_MODE_INPUT_PULLUP
rt_pin_mode(0, PIN_MODE_INPUT_PULLUP);

說明，查看驅(qū)動(dòng)文件的方式并不直觀。

2.2 操作函數(shù)

操作函數(shù)說明老樣子

2.2.1 設(shè)置 GPIO 模式

/*
參數(shù) 	描述
pin 	引腳編號:索引號
mode 	引腳工作模式

工作模式可選：
#define PIN_MODE_OUTPUT 0x00            	輸出 
#define PIN_MODE_INPUT 0x01              	輸入 
#define PIN_MODE_INPUT_PULLUP 0x02      	上拉輸入 
#define PIN_MODE_INPUT_PULLDOWN 0x03    	下拉輸入 
#define PIN_MODE_OUTPUT_OD 0x04         	 開漏輸出
*/
void rt_pin_mode(rt_base_t pin, rt_base_t mode);

2.2.2 設(shè)置/ 讀取 GPIO 電平

設(shè)置引腳電平：

/*
參數(shù) 	描述
pin 	引腳編號
value 	電平邏輯值，

value 	取值：
PIN_LOW 低電平，
PIN_HIGH 高電平
*/
void rt_pin_write(rt_base_t pin, rt_base_t value);

讀取引腳電平：

/*
參數(shù) 	描述
pin 	引腳編號
返回 	
PIN_LOW 	低電平
PIN_HIGH 	高電平
*/
int  rt_pin_read(rt_base_t pin);

2.2.3 綁定/脫離中斷回調(diào)函數(shù)

綁定中斷回調(diào)函數(shù)：

/*
參數(shù) 	描述
pin 	引腳編號
mode 	中斷觸發(fā)模式
hdr 	中斷回調(diào)函數(shù)，用戶需要自行定義這個(gè)函數(shù)
args 	中斷回調(diào)函數(shù)的參數(shù)，不需要時(shí)設(shè)置為 RT_NULL
返回 	——
RT_EOK 	綁定成功
錯(cuò)誤碼 	綁定失敗

其中 mode 可選參數(shù)：
#define PIN_IRQ_MODE_RISING 		0x00    上升沿觸發(fā) 
#define PIN_IRQ_MODE_FALLING 		0x01    下降沿觸發(fā) 
#define PIN_IRQ_MODE_RISING_FALLING 0x02 	邊沿觸發(fā)（上升沿和下降沿都觸發(fā)）
#define PIN_IRQ_MODE_HIGH_LEVEL 	0x03    	高電平觸發(fā) 
#define PIN_IRQ_MODE_LOW_LEVEL 		0x04      	低電平觸發(fā) 
*/
rt_err_t rt_pin_attach_irq(rt_int32_t pin, rt_uint32_t mode,
                             void (*hdr)(void *args), void  *args);

脫離中斷回調(diào)函數(shù)：

/*
參數(shù) 	描述
pin 	引腳編號
返回 	——
RT_EOK 	脫離成功
錯(cuò)誤碼 	脫離失敗
*/
rt_err_t rt_pin_detach_irq(rt_int32_t pin);

說明：引腳脫離了中斷回調(diào)函數(shù)以后，中斷并沒有關(guān)閉，還可以調(diào)用綁定中斷回調(diào)函數(shù)再次綁定其他回調(diào)函數(shù)。

2.2.4 使能中斷

綁定好引腳中斷回調(diào)函數(shù)后需要使用下面的函數(shù)使能引腳中斷：

/*
參數(shù) 	描述
pin 		引腳編號
enabled 	狀態(tài)
返回 	——
RT_EOK 	使能成功
錯(cuò)誤碼 	使能失敗

enabled 	可取 2 種值之一：
PIN_IRQ_ENABLE	（開啟）
PIN_IRQ_DISABLE	（關(guān)閉）
*/
rt_err_t rt_pin_irq_enable(rt_base_t pin, rt_uint32_t enabled);

三、PIN 設(shè)備示例

只要明白了PIN 設(shè)備模型原理，使用起來還是很簡單的，我們先看一下原理圖：

程序如下，測試OK，太簡單所以沒有什么好說的：

...
//添加這兩個(gè)頭文件
#include 
#include "board.h"
...

static struct rt_thread led1_thread;    //led1線程
static char led1_thread_stack[256];

static rt_thread_t key1_thread = RT_NULL; //

#define LED1_PIN        GET_PIN(D,  9)
#define LED2_PIN        GET_PIN(D,  8)
#define KEY1_PIN        GET_PIN(D,  11)
#define KEY2_PIN        GET_PIN(D,  10)

#define key1_read   rt_pin_read(KEY1_PIN)
#define LED1_ON     rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_LOW);
#define LED1_OFF    rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_HIGH);
#define LED2_ON     rt_pin_write(LED2_PIN, PIN_LOW);
#define LED2_OFF    rt_pin_write(LED2_PIN, PIN_HIGH);
//#define LED0(n) (n ? rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_HIGH) : rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW))

static void led1_thread_entry(void *par){
    while(1){
        LED1_ON;
        rt_thread_mdelay(1000);
        LED1_OFF;
        rt_thread_mdelay(1000);
    }
}

static void key1_thread_entry(void *par){
    while(1){
        if(key1_read == 0){
            rt_thread_mdelay(10); //去抖動(dòng)
            if(key1_read == 0){
                rt_kprintf("key1 kicked..\r\n");
             }
             while(key1_read == 0){rt_thread_mdelay(10);//去抖動(dòng)
            }
        }
        rt_thread_mdelay(1);
   }
}

int main(void)
{

    MX_USART1_UART_Init();
    //    MX_GPIO_Init();  //使用設(shè)備模型不需要初始化這個(gè)
    /*配置LED管腳為輸出*/
    rt_pin_mode(LED1_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_mode(LED2_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
    /*配置按鍵為輸入*/
    rt_pin_mode(KEY1_PIN, PIN_MODE_INPUT);
    rt_pin_mode(KEY2_PIN, PIN_MODE_INPUT);
    /*LED默認(rèn)狀態(tài)*/
    rt_pin_write(LED1_PIN, 1);
    rt_pin_write(LED2_PIN, 0);
    
	rt_err_t rst2;
    rst2 = rt_thread_init(&led1_thread,
                        "led1_blink ",
                        led1_thread_entry,
                        RT_NULL,
                        &led1_thread_stack[0],
                        sizeof(led1_thread_stack),
                        RT_THREAD_PRIORITY_MAX -1,
                        50);

    if(rst2 == RT_EOK){
        rt_thread_startup(&led1_thread);
    }
    
    key1_thread = rt_thread_create("key1_control",
                                key1_thread_entry,
                                RT_NULL,
                                512,
                                RT_THREAD_PRIORITY_MAX -2,
                                50);

        /* 如果獲得線程控制塊，啟動(dòng)這個(gè)線程 */
        if (key1_thread != RT_NULL)
            rt_thread_startup(key1_thread);
  
  ...//后面省略

結(jié)語

本文我們詳細(xì)的分析了 RT-Thread I/O 設(shè)備模型之PIN設(shè)備，最終看來，使用 PIN 設(shè)備模型操作還是特別的簡單的。

其實(shí)關(guān)鍵的部分還是在于理解 PIN 設(shè)備模型的原理，理解了以后使用起來也更加的得心應(yīng)手。

GPIO設(shè)備雖然簡單，但是文章寫下來也1W多字了，即便以前對 PIN 設(shè)備有點(diǎn)模糊，只要看了本文，相信大家肯定有撥云見日的感覺！

希望大家多多支持！本文就到這里，謝謝！

審核編輯：湯梓紅