一、接口简介

通用输入/输出(General Purpose Input/Output)，简单的传感器使用这个API，如运动探测器、距离探测器，和电平开关使用一个二进制值-高或者低来报告它们的状态。 它引脚提供了可编程的接口，来读取二进制输入设备的状态(如开关按钮)或者控制二进制输出设备的开关状态(例如LED等)。

你可以配置GPIO引脚为具有高低状态的输入或者输出：

作为输入：外部源决定这个状态，你的app可以读取当前的值或者对状态的变化做出反应。

作为输出：你的app配置引脚的状态。

二、使用步骤

对于GPIO接口的操作，主要有如下几个步骤：

1.打开连接

创建PeripheralManagerService对象，使用你要打开的端口的名称调用openGpio()方法打开指定端口的连接。

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

// Attempt to access the GPIO

try {

PeripheralManagerService manager = new PeripheralManagerService();

mGpio = manager.openGpio(GPIO_NAME);

} catch (IOException e) {

Log.w(TAG, "Unable to access GPIO", e);

}

}

2.读取输入

使用DIRECTION_IN模式调用setDirection()方法配置端口为输入。

使用ACTIVE_HIGHT或者ACTIVE_LOW调用setActiveType()方法，配置高(接近LOREF)或者低(接近zero)电压状态作为true(活动的)返回。

使用getValue()方法返回当前状态。

public void configureInput(Gpio gpio) throws IOException {

gpio.setDirection(Gpio.DIRECTION_IN);

gpio.setActiveType(Gpio.ACTIVE_HIGH);

if (gpio.getValue()) {

} else {

}

}

3.监听输入变化

GPIO端口被配置为输入后，当它的状态在高和低之间改变时会通知你的app。注册这些改变事件：

在活动的端口连接添加一个GpioCallback。

使用setEdgeTriggerType()方法声明触发中断事件的状态变化。边缘触发器支持下面的四个类型：

EDGE_NONE：没有中断事件，这个是默认的值。

EDGE_RISING：从低到高过渡中断。

EDGE_FALLING：从高到底过渡中断。

EDGE_BOTH：在所有状态转换中断。

onGpioEdge()方法返回true意味着这个监听器会持续获取端口的每个状态改变事件。

当你的app不在监听输入事件的时候，注销所有中断Handler。

public void configureInput(Gpio gpio) throws IOException {

gpio.setDirection(Gpio.DIRECTION_IN);

gpio.setActiveType(Gpio.ACTIVE_LOW);

gpio.setEdgeTriggerType(Gpio.EDGE_BOTH);

gpio.registerGpioCallback(mGpioCallback);

}

private GpioCallback mGpioCallback = new GpioCallback() {

@Override

public boolean onGpioEdge(Gpio gpio) {

if (mDevice.getValue()) {

} else {

}

return true;

}

@Override

public void onGpioError(Gpio gpio, int error) {

Log.w(TAG, gpio + ": Error event " + error);

}

};

@Override

protected void onStop() {

super.onStop();

// Interrupt events no longer necessary

mGpio.unregisterGpioCallback(mGpioCallback);

}

4.写入输出

使用DIRECTIOIN_OUT_INITIALLY_HIGHT或者DIRECTION_OUT_INITIALLY_LOW模式调用setDirection()方法配置它为输出。这些模式确保了端口的初始化状态在配置时间正确设置。

配置高 (接近IOREF)或者低(接近zero)电压信号作为true(活动)返回，使用ACTIVE_HIGHT或者ACTIVE_LOW调用setActiveType()方法。

使用setValue方法来设置当前状态。

public void configureOutput(Gpio gpio) throws IOException {

gpio.setDirection(Gpio.DIRECTION_OUT_INITIALLY_HIGH);

gpio.setActiveType(Gpio.ACTIVE_LOW);

gpio.setValue(true);

}

5.关闭连接

当完成GPIO端口通信，使用close()方法关闭连接并释放资源。

@Override

protected void onDestroy() {

super.onDestroy();

if (mGpio != null) {

try {

mGpio.close();

mGpio = null;

} catch (IOException e) {

Log.w(TAG, "Unable to close GPIO", e);

}

}

}

二、案例演示

这里我们演示一个案例，通过BCM21监听开关按钮的开关产生的输入信号，从而通过BCM5输出信号控制LED灯的开关。

1.电路搭建

2.代码编写

GpioDemo\app\src\main\java\com\chengxiang\gpiodemo\MainActivity.java

public class MainActivity extends AppCompatActivity {

//输入和输出GPIO引脚名称

private static final String GPIO_IN_NAME = "BCM21";

private static final String GPIO_OUT_NAME = "BCM5";

//输入和输出Gpio

private Gpio mGpioIn;

private Gpio mGpioOut;

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

PeripheralManagerService manager = new PeripheralManagerService();

try {

//打开并设置输入Gpio，监听输入信号变化(开关按钮的开关)

mGpioIn = manager.openGpio(GPIO_IN_NAME);

mGpioIn.setDirection(Gpio.DIRECTION_IN);

mGpioIn.setEdgeTriggerType(Gpio.EDGE_FALLING);

mGpioIn.setActiveType(Gpio.ACTIVE_HIGH);

mGpioIn.registerGpioCallback(mGpioCallback);

//打开并设置输出Gpio

mGpioOut = manager.openGpio(GPIO_OUT_NAME);

mGpioOut.setDirection(Gpio.DIRECTION_OUT_INITIALLY_HIGH);

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

private GpioCallback mGpioCallback = new GpioCallback() {

@Override

public boolean onGpioEdge(Gpio gpio) {

try {

//当按开关按钮的时候，改变输出Gpio的信号，从而控制LED灯的亮和灭

mGpioOut.setValue(!mGpioOut.getValue());

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

return true;

}

@Override

public void onGpioError(Gpio gpio, int error) {

}

};

@Override

protected void onDestroy() {

super.onDestroy();

//关闭Gpio

if (mGpioIn != null) {

try {

mGpioIn.unregisterGpioCallback(mGpioCallback);

mGpioIn.close();

mGpioIn = null;

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

if (mGpioOut != null) {

try {

mGpioOut.close();

mGpioOut = null;

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}

3.运行结果

通过按钮的开关，来控制LED等的亮和灭。

提示1：在实验的过程中，发现使用BCM6引脚会报错如下：

03-04 15:12:48.497 29491-29491/com.chengxiang.gpiodemo W/System.err: com.google.android.things.pio.PioException: android.os.ServiceSpecificException: BCM6 driver failure

03-04 15:12:48.497 29491-29491/com.chengxiang.gpiodemo W/System.err:     at com.google.android.things.pio.GpioImpl.setDirection(GpioImpl.java:64)

03-04 15:12:48.497 29491-29491/com.chengxiang.gpiodemo W/System.err:     at com.chengxiang.gpiodemo.MainActivity.onCreate(MainActivity.java:39)

03-04 15:12:48.497 29491-29491/com.chengxiang.gpiodemo W/System.err:     at android.app.Activity.performCreate(Activity.java:6662)

03-04 15:12:48.497 29491-29491/com.chengxiang.gpiodemo W/System.err:     at android.app.Instrumentation.callActivityOnCreate(Instrumentation.java:1118)

处理1：更换BCM5接口即正常，目前只能猜测是否是things系统还是预览版，存在一些bug造成。

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