RDK X5 40-PIN 引脚定义及 GPIO 应用

RDK X5 40-PIN 引脚定义及 GPIO 应用

RDK X5 开发板提供了一个 40-pin 引脚排针，可用于连接传感器、执行器及外设总线。本指南将介绍引脚定义、多路复用规则，并通过实际 GPIO 示例帮助您快速从用户空间驱动硬件。

40-PIN 引脚排针概述

RDK X5 40-pin 引脚排针采用与树莓派兼容的布局。设计电路时请注意以下电气限制：

参数	数值
逻辑电压	3.3 V
任意引脚最大电压	3.46 V
3.3 V 电源电流预算	800 mA
5 V 电源电流预算	500 mA

⚠️ 注意： 请勿在任何 GPIO 引脚上施加高于 3.46 V 的电压。该排针仅支持 3.3 V 逻辑，不支持 5 V 电平。

引脚定义

下表列出了 40-pin 排针上每个引脚的默认功能及其复用备选功能。

引脚	默认功能	备选功能	备注
1	3.3V 电源	—	最大 800 mA
2	5V 电源	—	最大 500 mA
3	I2C0 SDA	PWM2	复用
5	I2C0 SCL	PWM2	复用
6	GND	—
8	UART3 TX	—
10	UART3 RX	—
12	I2C1 SDA	PWM3	复用
14	GND	—
16	GPIO	—
18	GPIO	—
19	SPI2 MOSI	PWM0	复用
20	GND	—
21	SPI2 MISO	PWM1	复用
22	GPIO	—
23	SPI2 SCLK	PWM0/PWM1	复用
24	SPI2 CS0	—
25	GND	—
26	SPI2 CS1	—
27	I2C5 SDA	UART3	复用
28	I2C5 SCL	UART3	复用
29	GPIO	—
30	GND	—
31	GPIO	—	演示中用作输出
32	GPIO	—
33	GPIO	—
34	GND	—
35	GPIO	—
36	GPIO	—
37	GPIO	—	演示中用作输入
38	GPIO	—
39	GND	—
40	GPIO	—

引脚复用规则

排针上的若干引脚可在专用外设功能（I2C、UART、SPI、PWM）与普通 GPIO 之间切换。复用分组如下：

• UART3 / I2C5 — 引脚 8/10（UART3）与引脚 27/28（I2C5）共享同一控制器配置。
• I2C0 / PWM2 — 引脚 3/5 可作为 I2C0 或 PWM 通道。
• SPI2 / PWM0 — 引脚 19/23 可传输 SPI2 信号或 PWM0。
• SPI2 / PWM1 — 引脚 21/23 可传输 SPI2 信号或 PWM1。
• I2C1 / PWM3 — 引脚 12 可作为 I2C1 或 PWM3。

配置后复用状态的含义：

配置状态	含义
okay	引脚专用于外设功能（如 I2C、UART）。
disabled	引脚可用作通用 GPIO。

📌 注意： 更改引脚复用模式后必须重启才能生效。请在接线前规划好配置。

使用 srpi-config 配置引脚功能

RDK X5 预装 srpi-config 菜单驱动工具（类似 raspi-config），用于启用或禁用板载外设。

步骤 1：打开配置工具

sudo srpi-config

进入全屏模式 退出全屏模式

步骤 2：进入外设菜单

1. 选择 3 Interface Options。
2. 选择 I3 Peripheral bus config。

步骤 3：启用或禁用外设

您将看到外设总线（UART、I2C、SPI、PWM）列表，根据需求切换：

• 选择总线并按 Enter 启用。
• 选择已启用的总线并按 Enter 禁用。

步骤 4：重启

sudo reboot

进入全屏模式 退出全屏模式

重启后，已启用的引脚将专用于外设功能（状态 okay），禁用的引脚将恢复为 GPIO（状态 disabled）。

GPIO 应用：按钮 + LED 示例

本示例读取连接到引脚 37（输入）的按钮，并驱动引脚 31（输出）的 LED。按下按钮时 LED 点亮。

硬件连接

元件	排针引脚
LED 阳极（经 ~220Ω 电阻）	引脚 31（GPIO 输出）
LED 阴极	引脚 39（GND）
按钮 — 一端	引脚 37（GPIO 输入）
按钮 — 另一端	引脚 39（GND）

软件先决条件

请确保所用引脚已在 srpi-config 中配置为 GPIO（其外设功能应为 disabled）。若尚未安装 GPIO 库，请执行：

pip3 install gpio

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运行示例

示例脚本随板载镜像一起提供，位于 /app/40pin_samples/。进入该目录并运行：

cd /app/40pin_samples
sudo python3 button_led.py

进入全屏模式 退出全屏模式

预期输出

脚本启动后，您将看到：

Starting demo now!

进入全屏模式 退出全屏模式

运行期间，每次按下或释放按钮，脚本都会打印当前驱动到引脚 31 的输出状态：

Outputting 0 to Pin 31
Outputting 1 to Pin 31

进入全屏模式 退出全屏模式

0 表示 LED 熄灭，1 表示 LED 点亮。

源代码：button_led.py

#!/usr/bin/env python3
# button_led.py
# Pin 37: input  (button)
# Pin 31: output (LED)

import time
import gpio

# Configure pins
gpio.pin_mode(37, gpio.INPUT)   # Button as input
gpio.pin_mode(31, gpio.OUTPUT)  # LED as output

print("Starting demo now!")

last_state = None

try:
    while True:
        # Read the button state
        button_state = gpio.digital_read(37)

        if button_state == 0:
            # Button pressed (pulled low)
            gpio.digital_write(31, 1)
            new_state = 1
        else:
            # Button released
            gpio.digital_write(31, 0)
            new_state = 0

        if new_state != last_state:
            print("Outputting {} to Pin 31".format(new_state))
            last_state = new_state

        time.sleep(0.05)  # Simple debounce

except KeyboardInterrupt:
    print("\nExiting demo...")
finally:
    gpio.digital_write(31, 0)
    gpio.cleanup()

进入全屏模式 退出全屏模式

💡 提示： 若 LED 行为与预期相反，您的按钮模块可能内置上拉电阻。请在 if button_state == 0: 块中交换 0 和 1 的逻辑以匹配硬件。

故障排除

• 权限被拒绝： GPIO 访问需要 root 权限。请始终使用 sudo 运行脚本。
• 引脚无响应： 确认引脚已在 srpi-config 中设置为 disabled（GPIO 模式），并在更改后重启。
• 示例文件缺失： 示例位于 /app/40pin_samples/。若目录不存在，请更新板载镜像或从 RDK X5 官方文档复制示例。

总结

您现在已掌握：

• 阅读 RDK X5 40-pin 排针引脚定义及其电气限制。
• 理解引脚复用及 okay / disabled 状态含义。
• 使用 srpi-config 启用或禁用外设总线。
• 从用户空间 Python 驱动按钮 + LED 电路。

接下来，您可以扩展到 I2C 传感器、UART 通信、SPI 显示屏以及 PWM 电机控制——全部通过同一 40-pin 排针实现。

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*本文改编自 D-Robotics 官方文档。原始来源：https://d-robotics.github.io/rdk_x_doc/en/Basic_Application/01_40pin_user_sample/40pin_define?v=3.5.0&p=RDK+X5