香蕉派 BPI-M2 Magic 是一款高性能、低功耗的开源硬件开发板，基于全志 H3 四核 Cortex-A7 处理器设计。它广泛应用于物联网、嵌入式系统及计算机硬件开发学习。其丰富的 GPIO（通用输入输出）接口是实现与外部世界交互的核心。本文将详细介绍如何对 BPI-M2 Magic 的 GPIO 功能进行基础测试。
一、准备工作
- 硬件准备: BPI-M2 Magic 开发板、Micro-USB 电源（5V/2A）、Micro-SD 卡（≥8GB）、杜邦线、LED 灯、按钮开关、电阻（如 220Ω 或 1kΩ）。
- 软件准备: 在 SD 卡中刷入兼容的操作系统镜像，如官方提供的 Armbian 或 Bananian。通过串口或 SSH 连接开发板。
- 引脚识别: 参考官方提供的 GPIO 引脚图，明确各引脚的功能定义（如 GPIO 编号、电源、地线）。注意 BPI-M2 Magic 的 GPIO 引脚编号可能采用芯片原生编号（如 PA, PC）或 WiringPi 等库的映射编号。
二、GPIO 功能测试方法
1. 使用命令行工具（Sysfs 接口）
这是最基础的测试方法，通过操作 /sys/class/gpio 目录下的文件来控制 GPIO。
- 导出 GPIO: 例如，要控制芯片编号为 PA1 的引脚，需先找到其对应的 GPIO 编号（假设为 1）。执行
echo 1 > /sys/class/gpio/export。 - 设置方向:
echo out > /sys/class/gpio/gpio1/direction（输出模式）或echo in > ...（输入模式）。 - 输出高低电平:
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio1/value（高电平），echo 0 > ...（低电平）。 - 读取输入值: 设置为输入后，
cat /sys/class/gpio/gpio1/value查看当前电平。 - 取消导出:
echo 1 > /sys/class/gpio/unexport。
2. 使用 WiringPi 库（C/Python）
WiringPi 是树莓派上流行的 GPIO 库，BPI-M2 Magic 也有移植版本。
- 安装: 通过 apt-get install wiringpi 或从源码编译安装。
- C 语言示例:`c
#include
int main() {
wiringPiSetup(); // 初始化
pinMode(1, OUTPUT); // 设置引脚为输出（引脚编号根据 WiringPi 映射）
digitalWrite(1, HIGH); // 输出高电平
delay(1000);
digitalWrite(1, LOW);
return 0;
}`
- Python 示例: 可使用
python3-gpio或RPi.GPIO的兼容库，语法类似。
3. 使用 Python 的 GPIO 库
对于 Python 开发者，除了 WiringPi 的 Python 绑定，还可以使用 sunxi-gpio 或 libgpiod 的 Python 封装。
- 安装: pip3 install gpiod（如果支持）。
- 示例代码:`python
import gpiod
chip = gpiod.Chip('gpiochip0') # 芯片名可能不同
line = chip.getline(offset) # offset 为 GPIO 编号
line.request(consumer='test', type=gpiod.LINEREQDIROUT)
line.set_value(1) # 设置为高电平`
三、基础测试电路与验证
- LED 控制测试（输出测试）: 将 LED 正极通过一个 220Ω 限流电阻连接到 GPIO 引脚（如 PA1），负极连接到 GND。通过程序控制该引脚输出高/低电平，观察 LED 的亮灭。此测试验证 GPIO 的输出驱动能力。
- 按钮输入测试（输入测试）: 将一个按钮开关一端连接到 GPIO 引脚（如 PA2），另一端通过一个 1kΩ 上拉电阻连接到 3.3V。该引脚通过一个 10kΩ 电阻下拉到 GND（或直接使用内部上拉/下拉功能）。编写程序循环读取引脚电平，按下按钮时电平变化，在终端打印状态。此测试验证 GPIO 的输入检测功能。
四、注意事项
- 电压匹配: BPI-M2 Magic 的 GPIO 工作电压为 3.3V，严禁直接接入 5V 信号，以免损坏芯片。与 5V 设备通信需使用电平转换模块。
- 引脚复用: 许多 GPIO 引脚具有复用功能（如 UART、I2C、SPI）。在使用前，需确认其在当前设备树（Device Tree）配置中已设置为通用 GPIO 模式。
- 驱动能力: 单个 GPIO 引脚驱动电流有限（通常≤16mA），直接驱动大功率器件（如电机）需通过晶体管或驱动芯片。
- 防短路: 连接电路时务必断开电源，仔细检查线路，避免电源与地短路。
五、
通过对香蕉派 BPI-M2 Magic 开发板 GPIO 的输入输出功能进行系统测试，开发者可以熟练掌握其硬件控制基础。这为后续更复杂的计算机硬件开发项目，如传感器数据采集、执行器控制、通信协议实现等奠定了坚实基础。在实际开发中，建议结合电路图、数据手册和社区资源，深入理解硬件特性，以充分发挥这款开源硬件的潜力。
