正点原子 I.MX6ULL MINI 开发板学习笔记：GPIO 输出与 LED 点灯

这篇笔记记录在正点原子 I.MX6ULL MINI 开发板上完成的最基础实验——GPIO 输出控制 LED 点灯。内容来自实际工程 /home/zhao/code/2026/touch_screen 中的验证代码，适合作为裸机学习的第一站。

1. 完成什么实验？

通过配置 I.MX6ULL 的 GPIO1_IO03 引脚为输出模式，控制板载 LED 的亮灭和翻转。

2. 什么是 GPIO？

GPIO（General Purpose Input/Output，通用输入输出）是 SoC 上最基础的可编程引脚。每个 GPIO 引脚可以被配置为输入或输出：输出时 CPU 可以控制引脚电平（高/低），输入时 CPU 可以读取外部电平。

3. I.MX6ULL GPIO 主要寄存器有哪些？

I.MX6ULL 的每个 GPIO 组（GPIO1~GPIO5）都有一套 32 位寄存器，输出点灯主要用到下面三个：

• DR（Data Register）：数据寄存器，写 1/0 控制引脚输出高/低电平。
• GDIR（GPIO Direction Register）：方向寄存器，某位为 1 表示对应引脚为输出，为 0 表示输入。
• PSR（Pad Status Register）：只读，反映引脚当前真实电平。

4. 什么是引脚复用（IOMUXC）？

I.MX6ULL 的一个物理引脚往往可以承担多种功能（UART、PWM、GPIO 等），具体用哪种由 IOMUXC 的 MUX 寄存器决定。点灯时我们要把 UART1_RTS_B/GPIO1_IO03 这个引脚复用成 GPIO 功能，并配置上拉、驱动能力等电气属性。

5. LED 硬件连接与点灯原理

正点原子 MINI 开发板的 LED0 一端通过限流电阻接到 3.3V，另一端接到 GPIO1_IO03。因此当 GPIO1_IO03 输出低电平时，LED 两端形成压差，LED 点亮；输出高电平时熄灭。也就是说：代码里往 DR 寄存器的 bit3 写 0，灯就亮了。

6. 真实可用的 GPIO/LED 代码

下面是工程中验证过的核心代码，只保留 GPIO 输出相关部分。

#ifndef _GPIO_H_
#define _GPIO_H_
#include "MCIMX6Y2.h"

typedef enum
{
    gpio_direction_input,
    gpio_direction_output
} gpio_direction_t;

typedef struct 
{
    gpio_direction_t pin_direction;
    int default_vaule;
} gpio_configt_t;

extern void init_gpio(GPIO_Type *gpio, int pin, gpio_configt_t *config);
extern void write_gpio(GPIO_Type *gpio, int pin, int value);
extern int read_gpio(GPIO_Type *gpio, int pin);

#endif

#include "gpio.h"
#include "fsl_iomuxc.h"
#include "MCIMX6Y2.h"

void init_gpio(GPIO_Type *gpio, int pin, gpio_configt_t *config)
{
    if (config->pin_direction == gpio_direction_output)
    {
        gpio->GDIR |= (1 << pin);            /* 配置为输出 */
        if (config->default_vaule != 0)
            gpio->DR |= (1 << pin);
        else
            gpio->DR &= ~(1 << pin);
    }
    else
    {
        gpio->GDIR &= ~(1 << pin);           /* 配置为输入 */
    }
}

void write_gpio(GPIO_Type *gpio, int pin, int value)
{
    if (value)
        gpio->DR |= (1 << pin);              /* 输出高 */
    else
        gpio->DR &= ~(1 << pin);             /* 输出低 */
}

int read_gpio(GPIO_Type *gpio, int pin)
{
    return (gpio->DR & (1 << pin)) != 0;
}

#include "led.h"
#include "fsl_iomuxc.h"
#include "MCIMX6Y2.h"
#include "gpio.h"

void init_led(void)
{
    /* 1. 将 UART1_RTS_B 复用为 GPIO1_IO03 */
    IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03, 0);
    /* 2. 配置电气属性 */
    IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03, 0x10B0);

    /* 3. 通过 gpio 驱动配置为输出，默认高电平（熄灭） */
    gpio_configt_t t = {
        .pin_direction = gpio_direction_output,
        .default_vaule = 1
    };
    init_gpio(GPIO1, 3, &t);
}

void led_off(void) { write_gpio(GPIO1, 3, 1); }   /* 高电平熄灭 */
void led_on(void)  { write_gpio(GPIO1, 3, 0); }   /* 低电平点亮 */
void led_nor(void) { write_gpio(GPIO1, 3, !read_gpio(GPIO1, 3)); }

#include "led.h"
#include "gpt.h"

int main(void)
{
    init_gpt1();     /* 提供延时函数 */
    init_led();
    led_off();

    while (1)
    {
        led_nor();           /* 翻转 LED */
        delay_ms(500);       /* 延时 500ms */
    }
    return 0;
}

7. 关键点说明

• 时钟使能：GPIO 模块时钟由 CCM_CCGR1 等寄存器门控，使用 GPIO 前必须使能；本工程启动代码（init_clock/enable_clock）已把所有 CCGR 统一写 0xFFFFFFFF 打开，所以点灯代码里没有体现。
• 引脚复用：必须先通过 IOMUXC_SetPinMux 把物理引脚选到 GPIO 功能，否则写 DR 不会体现在引脚上。
• 电气属性：0x10B0 配置了压摆率、驱动能力等；其 PUE=0、PKE=1，打开的是 Keeper（保持器）而不是上下拉，对 LED 这种小电流负载足够。
• 方向寄存器：GDIR 对应位写 1 才表示输出，否则 DR 写入无效。
• 低电平有效：LED 接在 3.3V 与 GPIO 之间，写 0 点亮，写 1 熄灭，不要和“高电平点亮”搞混。

8. 实验现象

程序下载运行后，板载 LED0 会以大约 1Hz 的频率闪烁：亮 500ms、灭 500ms。如果把 <code>delay_ms(500)</code> 改成更小的值，闪烁会变快；改成 <code>led_on()</code> 常亮也可以直接验证高低电平。

总结

GPIO 是裸机开发的地基，理解了引脚复用、方向寄存器和数据寄存器，后面的按键、蜂鸣器、PWM、I2C 都会反复用到这几个概念。