1. 点亮第一个LED

任务目标

在嵌入式Linux环境下，通过操作GPIO子系统控制一个LED的亮灭。本案例使用sysfs接口（适用于Linux 4.8以下内核）或libgpiod（适用于新内核），实现LED的点亮与熄灭，并验证GPIO控制的基础流程。

环境与依赖

• 硬件：任意带GPIO的嵌入式平台（如Raspberry Pi、i.MX6ULL、全志H3等），LED串联限流电阻（约330Ω）接至GPIO与GND之间
• 内核：Linux 4.8+（推荐使用libgpiod），或旧内核使用sysfs
• 软件依赖：libgpiod-dev（新内核）、gcc交叉编译工具链

核心实现

以下代码使用libgpiod库，通过GPIO chip和line操作实现LED控制。该实现适用于现代Linux内核（4.8+），是当前GPIO控制的标准方式。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <gpiod.h>

#define LED_CHIP "/dev/gpiochip0"
#define LED_LINE 17  /* GPIO17，根据实际硬件调整 */

int main(int argc, char *argv[])
{
    struct gpiod_chip *chip;
    struct gpiod_line *line;
    int ret;
    int i;

    /* 打开GPIO chip */
    chip = gpiod_chip_open(LED_CHIP);
    if (!chip) {
        perror("gpiod_chip_open");
        return -1;
    }

    /* 获取LED对应的line */
    line = gpiod_chip_get_line(chip, LED_LINE);
    if (!line) {
        perror("gpiod_chip_get_line");
        gpiod_chip_close(chip);
        return -1;
    }

    /* 请求line为输出模式，初始低电平 */
    ret = gpiod_line_request_output(line, "led_demo", 0);
    if (ret < 0) {
        perror("gpiod_line_request_output");
        gpiod_chip_close(chip);
        return -1;
    }

    /* 闪烁5次：亮1秒，灭1秒 */
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        gpiod_line_set_value(line, 1);  /* 点亮LED */
        printf("LED ON\n");
        sleep(1);

        gpiod_line_set_value(line, 0);  /* 熄灭LED */
        printf("LED OFF\n");
        sleep(1);
    }

    /* 释放资源 */
    gpiod_line_release(line);
    gpiod_chip_close(chip);
    printf("Demo finished.\n");
    return 0;
}

编译与运行

# 交叉编译（以arm-linux-gnueabihf为例）
arm-linux-gnueabihf-gcc -o led_demo led_demo.c -lgpiod

# 将led_demo拷贝至目标板后执行
./led_demo

验证方法

• 观察LED是否以1秒间隔闪烁5次，同时串口/终端输出"LED ON"/"LED OFF"交替信息
• 若LED不亮，使用gpioinfo /dev/gpiochip0确认GPIO17是否被其他驱动占用，或检查硬件连接（LED正极接GPIO，负极经电阻接GND）
• 若使用旧内核（无libgpiod），可改用sysfs方式：echo 17 > /sys/class/gpio/export，然后设置方向和value

常见问题

• GPIO编号不匹配：不同平台的GPIO编号映射不同，需查阅芯片手册或使用gpioinfo确认实际编号
• 权限不足：运行程序时需root权限或加入gpio用户组
• GPIO被占用：检查设备树中是否已将该引脚配置为其他功能