Android 应用控制GPIO
引言
在嵌入式系统中，通用输入输出（General Purpose Input/Output，简称GPIO）是一种常见的接口，用于连接和控制外部设备，如传感器、执行器等。在Android开发中，我们也可以利用GPIO接口来实现与外部设备的交互。本文将介绍如何在Android应用中控制GPIO，并提供相应的代码示例。
GPIO介绍
GPIO是一种通用的数字信号接口，可以作为输入或输出引脚使用。在嵌入式系统中，GPIO接口通常与外部设备进行连接，以实现数据的输入和输出。GPIO接口通常通过寄存器进行控制，可以设置引脚的电平状态、方向（输入或输出）以及中断等。通过控制GPIO接口，我们可以实现与外部设备的通信和控制。
Android中的GPIO控制
在Android开发中，我们可以通过JNI（Java Native Interface）来访问底层的GPIO接口，从而实现对GPIO的控制。下面是一个简单的代码示例，演示了如何通过JNI控制GPIO的电平状态。
public class GPIOControl {
static {
System.loadLibrary("gpio");
}
public native int open(String gpioPath);
public native int close(int fd);
public native int setDirection(int fd, int direction);
public native int setValue(int fd, int value);
public native int getValue(int fd);
}
上面的代码示例中，我们定义了一个GPIOControl类，其中包含了一些与GPIO控制相关的原生方法。这些方法通过System.loadLibrary加载名为gpio的本地库，以实现与底层的GPIO接口交互。
接下来，我们可以使用这些原生方法来实现具体的GPIO控制操作。下面是一个使用示例，展示了如何打开GPIO、设置引脚方向、设置引脚电平以及关闭GPIO的操作。
GPIOControl gpioControl = new GPIOControl();
// 打开GPIO
int fd = gpioControl.open("/dev/gpio1");
// 设置引脚方向为输出
gpioControl.setDirection(fd, 1);
// 设置引脚电平为高
gpioControl.setValue(fd, 1);
// 获取引脚电平
int value = gpioControl.getValue(fd);
// 关闭GPIO
gpioControl.close(fd);
上面的代码示例中，我们首先创建了一个GPIOControl对象，并调用open方法打开了GPIO设备文件。然后，通过setDirection方法设置引脚方向为输出，并通过setValue方法设置引脚电平为高。接着，我们通过getValue方法获取引脚的电平状态，并最后通过close方法关闭GPIO设备。
序列图
下面是一个使用GPIO控制LED灯的示例序列图，展示了Android应用和GPIO之间的交互过程。
sequenceDiagram
participant App as Android应用
participant JNI as Java Native Interface
participant GPIO as GPIO接口
App ->> JNI: 调用GPIOControl的方法
JNI ->> GPIO: 打开GPIO
GPIO ->> JNI: 返回GPIO设备文件描述符
JNI ->> GPIO: 设置引脚方向
JNI ->> GPIO: 设置引脚电平
JNI ->> GPIO: 获取引脚电平
GPIO ->> JNI: 返回引脚电平
JNI ->> GPIO: 关闭GPIO
JNI ->> App: 返回引脚电平
上面的序列图展示了Android应用通过JNI调用GPIOControl的方法，然后通过JNI与底层的GPIO接口进行交互，最后返回引脚的电平状态给Android应用。
类图
下面是一个示例类图，展示了GPIOControl类及其相关方法与属性。
classDiagram
class GPIOControl {
- String gpioPath
--
+ open(gpioPath: String): int
+ close(fd: int): int
+ setDirection(fd: int, direction: int): int
+ setValue(fd: int, value: int): int
+ getValue(fd: int): int
}
上面的类图展示了GPIOControl类，其中
