GPIO（General Purpose Input/Output，通用输入输出）是最基础的外设，用于控制引脚的电平状态。本教程将带你从零开始学习GPIO的使用，包括引脚配置、输入输出控制等基础操作。
本教程以 A10 引脚为例，讲解GPIO的基本使用方法。
通过本教程，你将学会：
根据项目实际情况，以下引脚已被占用：
| 引脚 | 状态 | 用途 |
|---|---|---|
| A10 | ✅ 可用 | 本教程示例引脚 |
| A11 | ❌ 已占用 | 协议串口TX |
| A12 | ❌ 已占用 | 协议串口RX |
| B11 | ✅ 可用 | 可用于GPIO |
本教程使用 A10 引脚作为示例，你可以根据实际需求更换为其他可用引脚。
使用GPIO需要包含以下头文件：
#include "Driver_GPIO.h" // GPIO驱动接口
#include "IOMuxManager.h" // 引脚复用管理
#include "PowerManager.h" // 电源管理
| 模式 | 说明 | 应用场景 |
|---|---|---|
| 输出模式 | GPIO向外输出电平信号 | 控制LED、继电器、蜂鸣器等 |
| 输入模式 | GPIO读取外部电平信号 | 读取按键、传感器、开关状态等 |
| 电平 | 电压值 | 逻辑值 |
|---|---|---|
| 高电平 | 约3.3V | 1 |
| 低电平 | 约0V | 0 |
| 类型 | 说明 | 应用场景 |
|---|---|---|
| 上拉 | 引脚默认为高电平 | 按键检测（按键按下时接地） |
| 下拉 | 引脚默认为低电平 | 按键检测（按键按下时接VCC） |
| 无上下拉 | 引脚悬空 | 外部已有上下拉电路 |
void* GPIOA(void); // 获取GPIOA组实例（A00-A18）
void* GPIOB(void); // 获取GPIOB组实例（B00-B12）
说明：
示例：
void *gpioa = GPIOA(); // 获取GPIOA实例
void *gpiob = GPIOB(); // 获取GPIOB实例
int32_t GPIO_Initialize(void *res, CSK_GPIO_SignalEvent_t cb_event, void* workspace);
功能： 初始化GPIO接口
参数：
res: GPIO实例指针（GPIOA() 或 GPIOB()）cb_event: 事件回调函数（基础使用时可传 NULL）workspace: 用户工作空间（可传 NULL）返回值：
CSK_DRIVER_OK (0): 成功示例：
// 初始化GPIOA（不需要中断回调）
GPIO_Initialize(GPIOA(), NULL, NULL);
int32_t GPIO_SetDir(void* res, uint32_t pin_mask, uint32_t dir);
功能： 设置GPIO引脚方向（输入或输出）
参数：
res: GPIO实例指针pin_mask: 引脚掩码（使用 CSK_GPIO_PINn 宏）dir: 方向
CSK_GPIO_DIR_INPUT: 输入模式CSK_GPIO_DIR_OUTPUT: 输出模式引脚掩码：
CSK_GPIO_PIN0 // 引脚0
CSK_GPIO_PIN1 // 引脚1
...
CSK_GPIO_PIN10 // 引脚10（A10对应PIN10）
...
CSK_GPIO_PIN12 // 引脚12
示例：
// 设置A10为输出模式
GPIO_SetDir(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, CSK_GPIO_DIR_OUTPUT);
// 设置A10为输入模式
GPIO_SetDir(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, CSK_GPIO_DIR_INPUT);
int32_t GPIO_PinWrite(void* res, uint32_t pin_mask, uint32_t val);
功能： 设置GPIO输出电平
参数：
res: GPIO实例指针pin_mask: 引脚掩码val: 电平值
0: 低电平（0V）1: 高电平（3.3V）示例：
// 设置A10输出高电平
GPIO_PinWrite(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, 1);
// 设置A10输出低电平
GPIO_PinWrite(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, 0);
int32_t GPIO_PinRead(void* res, uint32_t pin_mask);
功能： 读取GPIO输入电平
参数：
res: GPIO实例指针pin_mask: 引脚掩码返回值：
0: 低电平非0: 高电平示例：
// 读取A10电平
int level = GPIO_PinRead(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10);
if (level == 0) {
printk("A10 is LOW\n");
} else {
printk("A10 is HIGH\n");
}
int32_t GPIO_Control(void* res, uint32_t control, uint32_t arg);
功能： 配置GPIO参数（上下拉等）
参数：
res: GPIO实例指针control: 控制参数arg: 参数值（通常是引脚掩码）上下拉配置：
| 参数 | 说明 |
|---|---|
CSK_GPIO_MODE_PULL_UP |
上拉电阻 |
CSK_GPIO_MODE_PULL_DOWN |
下拉电阻 |
CSK_GPIO_MODE_PULL_NONE |
无上下拉 |
示例：
// 配置A10使用上拉电阻
GPIO_Control(GPIOA(), CSK_GPIO_MODE_PULL_UP, CSK_GPIO_PIN10);
// 配置A10使用下拉电阻
GPIO_Control(GPIOA(), CSK_GPIO_MODE_PULL_DOWN, CSK_GPIO_PIN10);
// 配置A10无上下拉
GPIO_Control(GPIOA(), CSK_GPIO_MODE_PULL_NONE, CSK_GPIO_PIN10);
需求： 使用A10引脚控制LED，实现LED的开关控制。
#include "Driver_GPIO.h"
#include "IOMuxManager.h"
#include "PowerManager.h"
#include "lisa_log.h"
#define TAG "LED"
// 初始化LED（A10引脚）
int led_init() {
// 1. 配置A10引脚为GPIO功能
IOMuxManager_PinConfigure(CSK_IOMUX_PAD_A, 10, CSK_IOMUX_FUNC_DEFAULT);
// 2. 初始化GPIOA
GPIO_Initialize(GPIOA(), NULL, NULL);
// 3. 设置A10为输出模式
GPIO_SetDir(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, CSK_GPIO_DIR_OUTPUT);
// 4. 初始状态：关闭LED（输出低电平）
GPIO_PinWrite(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, 0);
printk("LED initialized on A10\n");
return 0;
}
// 打开LED
void led_on() {
GPIO_PinWrite(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, 1);
printk("LED ON\n");
}
// 关闭LED
void led_off() {
GPIO_PinWrite(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, 0);
printk("LED OFF\n");
}
// 切换LED状态
void led_toggle() {
static int state = 0;
state = !state;
GPIO_PinWrite(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, state);
printk("LED TOGGLE: %s\n", state ? "ON" : "OFF");
}
// 使用示例
void example_led_control() {
led_init();
// 打开LED
led_on();
x_task_sleep(1000); // 延时1秒
// 关闭LED
led_off();
x_task_sleep(1000);
// 闪烁3次
for (int i = 0; i < 3; i++) {
led_toggle();
x_task_sleep(500);
}
}
需求： 使用A10引脚控制继电器开关。
#include "Driver_GPIO.h"
#include "IOMuxManager.h"
// 初始化继电器
int relay_init() {
// 配置A10为GPIO输出
IOMuxManager_PinConfigure(CSK_IOMUX_PAD_A, 10, CSK_IOMUX_FUNC_DEFAULT);
GPIO_Initialize(GPIOA(), NULL, NULL);
GPIO_SetDir(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, CSK_GPIO_DIR_OUTPUT);
// 初始状态：关闭继电器
GPIO_PinWrite(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, 0);
printk("Relay initialized on A10\n");
return 0;
}
// 打开继电器
void relay_on() {
GPIO_PinWrite(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, 1);
printk("Relay ON\n");
}
// 关闭继电器
void relay_off() {
GPIO_PinWrite(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, 0);
printk("Relay OFF\n");
}
// 使用示例
void example_relay_control() {
relay_init();
// 打开继电器5秒
relay_on();
x_task_sleep(5000);
// 关闭继电器
relay_off();
}
需求： 使用A10引脚读取按键状态（按键按下时接地）。
硬件连接：
VCC (3.3V)
|
├── 10kΩ电阻（上拉电阻）
|
├── A10 (GPIO输入)
|
└── 按键 ── GND
#include "Driver_GPIO.h"
#include "IOMuxManager.h"
// 初始化按键（A10引脚）
int button_init() {
// 1. 配置A10为GPIO功能
IOMuxManager_PinConfigure(CSK_IOMUX_PAD_A, 10, CSK_IOMUX_FUNC_DEFAULT);
// 2. 初始化GPIOA
GPIO_Initialize(GPIOA(), NULL, NULL);
// 3. 设置A10为输入模式
GPIO_SetDir(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, CSK_GPIO_DIR_INPUT);
// 4. 配置上拉电阻（按键按下时接地，所以需要上拉）
GPIO_Control(GPIOA(), CSK_GPIO_MODE_PULL_UP, CSK_GPIO_PIN10);
printk("Button initialized on A10\n");
return 0;
}
// 读取按键状态
// 返回值：0 = 未按下，1 = 已按下
int button_read() {
int level = GPIO_PinRead(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10);
// 按键按下时接地，电平为低（0）
// 按键未按时上拉到VCC，电平为高（1）
// 所以：低电平 = 按下，高电平 = 未按
return (level == 0) ? 1 : 0;
}
// 等待按键按下（阻塞）
void button_wait_press() {
while (button_read() == 0) {
x_task_sleep(10); // 每10ms检测一次
}
printk("Button pressed!\n");
}
// 使用示例
void example_button_read() {
button_init();
printk("Waiting for button press...\n");
while (1) {
if (button_read()) {
printk("Button is pressed!\n");
// 等待按键释放（防抖）
while (button_read()) {
x_task_sleep(10);
}
printk("Button released\n");
}
x_task_sleep(50); // 每50ms检测一次
}
}
需求： 使用A10引脚读取红外传感器输出（检测有人/无人）。
#include "Driver_GPIO.h"
#include "IOMuxManager.h"
// 初始化传感器
int sensor_init() {
IOMuxManager_PinConfigure(CSK_IOMUX_PAD_A, 10, CSK_IOMUX_FUNC_DEFAULT);
GPIO_Initialize(GPIOA(), NULL, NULL);
GPIO_SetDir(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, CSK_GPIO_DIR_INPUT);
// 不使用上下拉（传感器自己驱动）
GPIO_Control(GPIOA(), CSK_GPIO_MODE_PULL_NONE, CSK_GPIO_PIN10);
printk("Sensor initialized on A10\n");
return 0;
}
// 读取传感器状态
// 返回值：0 = 无人，1 = 有人
int sensor_read() {
return GPIO_PinRead(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10);
}
// 使用示例
void example_sensor_read() {
sensor_init();
while (1) {
if (sensor_read()) {
printk("Person detected!\n");
} else {
printk("No person\n");
}
x_task_sleep(1000); // 每秒检测一次
}
}
需求： 按键按下时点亮LED，按键释放时熄灭LED。
#include "Driver_GPIO.h"
#include "IOMuxManager.h"
// LED控制引脚：A10
#define LED_PIN CSK_GPIO_PIN10
// 按键输入引脚：B11
#define BUTTON_PIN CSK_GPIO_PIN11
// 初始化LED
void led_init() {
IOMuxManager_PinConfigure(CSK_IOMUX_PAD_A, 10, CSK_IOMUX_FUNC_DEFAULT);
GPIO_Initialize(GPIOA(), NULL, NULL);
GPIO_SetDir(GPIOA(), LED_PIN, CSK_GPIO_DIR_OUTPUT);
GPIO_PinWrite(GPIOA(), LED_PIN, 0); // 初始关闭
}
// 初始化按键
void button_init() {
IOMuxManager_PinConfigure(CSK_IOMUX_PAD_B, 11, CSK_IOMUX_FUNC_DEFAULT);
GPIO_Initialize(GPIOB(), NULL, NULL);
GPIO_SetDir(GPIOB(), BUTTON_PIN, CSK_GPIO_DIR_INPUT);
GPIO_Control(GPIOB(), CSK_GPIO_MODE_PULL_UP, BUTTON_PIN); // 上拉
}
// 主循环
void example_button_control_led() {
led_init();
button_init();
printk("Button control LED example started\n");
while (1) {
// 读取按键状态
int button_pressed = (GPIO_PinRead(GPIOB(), BUTTON_PIN) == 0);
if (button_pressed) {
// 按键按下，点亮LED
GPIO_PinWrite(GPIOA(), LED_PIN, 1);
} else {
// 按键释放，熄灭LED
GPIO_PinWrite(GPIOA(), LED_PIN, 0);
}
x_task_sleep(20); // 每20ms检测一次
}
}
// 1. 配置引脚复用为GPIO功能
IOMuxManager_PinConfigure(CSK_IOMUX_PAD_A, 10, CSK_IOMUX_FUNC_DEFAULT);
// 2. 初始化GPIO
GPIO_Initialize(GPIOA(), NULL, NULL);
// 3. 设置为输出模式
GPIO_SetDir(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, CSK_GPIO_DIR_OUTPUT);
// 4. 设置初始电平
GPIO_PinWrite(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, 0); // 或 1
// 1. 配置引脚复用为GPIO功能
IOMuxManager_PinConfigure(CSK_IOMUX_PAD_A, 10, CSK_IOMUX_FUNC_DEFAULT);
// 2. 初始化GPIO
GPIO_Initialize(GPIOA(), NULL, NULL);
// 3. 设置为输入模式
GPIO_SetDir(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, CSK_GPIO_DIR_INPUT);
// 4. 配置上下拉（可选）
GPIO_Control(GPIOA(), CSK_GPIO_MODE_PULL_UP, CSK_GPIO_PIN10);
// 5. 读取电平
int level = GPIO_PinRead(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10);
现象： 设置GPIO输出高电平，但引脚电压仍为0V。
原因：
解决方法：
// ✅ 正确的做法
IOMuxManager_PinConfigure(CSK_IOMUX_PAD_A, 10, CSK_IOMUX_FUNC_DEFAULT); // 必须！
GPIO_Initialize(GPIOA(), NULL, NULL);
GPIO_SetDir(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, CSK_GPIO_DIR_OUTPUT);
GPIO_PinWrite(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, 1);
// ❌ 错误的做法（缺少初始化步骤）
GPIO_PinWrite(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, 1); // 直接写，未初始化
现象： GPIO输入读取的值随机变化。
原因：
解决方法：
// ✅ 添加上拉或下拉电阻
GPIO_Control(GPIOA(), CSK_GPIO_MODE_PULL_UP, CSK_GPIO_PIN10); // 上拉
// 或
GPIO_Control(GPIOA(), CSK_GPIO_MODE_PULL_DOWN, CSK_GPIO_PIN10); // 下拉
现象： 配置了A10，但实际控制的是其他引脚。
原因： 引脚编号理解错误。
解决方法：
// ✅ 正确：A10对应PIN10
GPIO_SetDir(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, CSK_GPIO_DIR_OUTPUT);
// ❌ 错误：直接写数字
GPIO_SetDir(GPIOA(), 10, CSK_GPIO_DIR_OUTPUT); // 错误！
// ✅ 正确：B11对应PIN11（在GPIOB组）
GPIO_SetDir(GPIOB(), CSK_GPIO_PIN11, CSK_GPIO_DIR_OUTPUT);
// 在关键位置添加日志
printk("GPIO A10 initialized\n");
printk("Set A10 to HIGH\n");
printk("Read A10: %d\n", GPIO_PinRead(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10));
// 用LED指示程序运行状态
GPIO_PinWrite(GPIOA(), CSK_GPIO_PIN10, 1); // 程序运行到这里
A:
A:
A: 通常单个GPIO引脚输出电流为 4-8mA，如需驱动更大电流负载（如LED、继电器），请使用驱动电路（三极管、MOSFET等）。
A:
// 同时设置多个引脚
uint32_t pin_mask = CSK_GPIO_PIN10 | CSK_GPIO_PIN11 | CSK_GPIO_PIN12;
GPIO_SetDir(GPIOA(), pin_mask, CSK_GPIO_DIR_OUTPUT);
// 同时写入多个引脚（所有引脚输出相同电平）
GPIO_PinWrite(GPIOA(), pin_mask, 1);