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合宙 LuatIO 工具(GPIO 复用初始化配置)使用说明

一，背景介绍

Air8000共有51个GPIO，Air8000A共有53个GPIO，Air8000W共有58个GPIO，Air8000G共有37个GPIO，Air8000D共有39个GPIO，Air8000T共有46个GPIO，这些 GPIO 又可以复用为各种各样的功能，如下表所示：

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Air780EPM 共有 38 个 GPIO，Air780EHM共有38个GPIO，Air780EHV共有30个GPIO，Air780EGH共有34个GPIO，这些 GPIO 又可以复用为各种各样的功能，如下表所示：

以AIr780EPM这 38 个 GPIO为例，几乎每个 GPIO 都可以复用为多个功能，比如 PIN66：

什么时候用作 I2C0_SDA？

什么时候用作 I2C1_SDA？

什么时候用作 GPIO19？

什么时候用作 PWM1？

默认功能是什么？

如何进行初始化配置？

如何在初始化之后进行动态的配置？

LuatOS 之前的做法是，通过 mcu.altfun()函数进行配置，这个函数非常晦涩难懂，因为不仅要涉及到 Air780EPM 所使用主芯片对应的 PAD 脚，还要知晓该 PAD 脚所需配置复用功能的 AltFunc 顺序号，对初学者非常不友好。

基于此，我们设计了 GPIO 可视化配置工具"LuatIO"，并由此工具生成对应的"pins_$model.json"文件，结合 API 库函数 pins 动态配置，最后再以脚本的形式下载到模组中，即可完成该模组型号的 GPIO 复用配置。

二，GPIO 配置

GPIO 配置的全过程，我们分为三部分进行说明，分别是：

  1. LuatIO 可视化 GPIO 复用功能配置工具；
  2. 由 LuatIO 生成 pins_$model.json 文件；
  3. API 库函数 pins 动态配置；
  4. 通过 LuaTools 将 pins_$model.json 文件下载到模组中；

1，LuatIO 工具

  1. LuatIO 安装文件；

LuatIO安装文件

注意：LuatIO工具仅支持Win10及之上Windows操作系统。

  1. LuatIO 界面截图如下：

其中：

  • 左侧为 GPIO 复用功能配置选择栏，空白框内可以写该管脚相应的注释说明；

  • 右侧为 Air780EPM 的管脚排列图，其中淡绿色部分为可以配置的 GPIO 管脚；

  • 以 Air780EPM 开发板 V1.3 为例，根据其硬件实际使用情况配置后的截图如下：

2，生成 pins_$model.json 文件，

2.1，生成 pins_Air8000.json 文件

1.点击“保存”；

image-20250702155213098

2.命名"pins_Air8000"；

image-20250702155631506

说明：

（1）文件名必须严格遵守 pins_$model.json 格式：pins_Air8000；

（2）注意！Air8000 中的"Air"首字母大写，其余字母小写；

（3）文件如下：

​ pins_Air8000

（4）pins_Air8000.json 截图如下：

image-20250702162427694

2.2，生成 pins_Air8000A.json 文件

1.点击“保存”；

image-20250703101103294

2.命名"pins_Air8000A"；

image-20250703101312040

说明：

（1）文件名必须严格遵守 pins_$model.json 格式：pins_Air8000A；

（2）注意！Air8000A 中的"Air"为大小写组合，"A"必须为大写；

（3）文件如下：

​ pins_Air8000A

（4）pins_Air8000A.json 截图如下：

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2.3，生成 pins_Air8000D.json 文件

1.点击“保存”；

image-20250703104225096

2.命名"pins_Air8000D"；

image-20250703104540109

说明：

（1）文件名必须严格遵守 pins_$model.json 格式：pins_Air8000D；

（2）注意！Air8000D 中的"Air"为大小写组合，"D"必须为大写；

（3）文件如下：

​ pins_Air8000D

（4）pins_Air8000D.json 截图如下：

image-20250703104951896

2.4，生成 pins_Air8000G.json 文件

1.点击“保存”；

image-20250703105835667

2.命名"pins_Air8000G"；

image-20250703152009280

说明：

（1）文件名必须严格遵守 pins_$model.json 格式：pins_Air8000G；

（2）注意！Air8000G 中的"Air"为大小写组合，"G"必须为大写；

（3）文件如下：

​ pins_Air8000G

（4）pins_Air8000G.json 截图如下：

image-20250703150357078

2.5，生成 pins_Air8000T.json 文件

1.点击“保存”；

image-20250703152400557

2.命名"pins_Air8000T"；

说明：

（1）文件名必须严格遵守 pins_$model.json 格式：pins_Air8000T；

（2）注意！Air8000T 中的"Air"为大小写组合，"T"必须为大写；

（3）文件如下：

​ pins_Air8000T

（4）pins_Air8000T.json 截图如下：

image-20250703152919687

2.6，生成 pins_Air8000W.json 文件

1.点击“保存”；

image-20250703153220375

2.命名"pins_Air8000W"；

image-20250703154016169

说明：

（1）文件名必须严格遵守 pins_$model.json 格式：pins_Air8000W；

（2）注意！Air8000W 中的"Air"为大小写组合，"W"必须为大写；

（3）文件如下：

​ pins_Air8000W

（4）pins_Air8000W.json 截图如下：

image-20250703154328899

2.7，生成 pins_Air780EPM.json 文件

  1. 点击"保存"；

  1. 命名"pins_Air780EPM"；

说明：

  • 文件名必须严格遵守 pins_$model.json 格式：pins_Air780EPM；

  • 注意！Air780EPM 中的"Air"为大小写组合，"EPM"必须为大写；

  • 文件如下：

    pins_Air780EPM

  • pins_Air780EPM.json 截图如下：

3，API 库函数 pins 动态配置

首先，请使用 LuatIO 的可视化工具进行配置，如果不需要io复用功能通常用不到pins这个功能；

其次，本库的 API 属于高级用法, 仅动态配置管脚时使用(LuatIO 本来已经初始化好了，但在代码运行过程中需要对某个或某些 GPIO 的复用功能进行动态调整)；

再次，pins 是 LuatOS 核心库，在脚本代码中不需要 require，可以直接使用；

关于 pins 的详细说明，参见 pins - luatos@air780epm - 合宙模组资料中心；

pins.setup(pin, func)

在 pins_$model.json 文件初始化之后，再一次或多次指定某个或多个管脚的功能变化；

说明！此功能是为了动态修改管脚复用，99% 的用户可能不会用到本 API；

pins.setup(pin, func)
--参数: pin, 整数型, 管脚物理编号, 对应模组俯视图下的顺序编号, 例如 67, 68
--参数: func, 字符串类型, 功能说明, 例如 "GPIO18", "UART1_TX", "UART1_RX", "SPI1_CLK", "I2C1_CLK"

--返回值: 配置成功,返回true, 其他情况均返回nil, 并在日志中提示失败原因

--使用示例

-- 把PIN67脚,做GPIO 18用, 用Air780EPM演示
--pins.setup(67, "GPIO18")

-- 把PIN56脚,做ONEWIRE用，用Air780EPM演示
-- pins.setup(56, "ONEWIRE")

4，将 pins_$model.json 下载到模组

首先，本小节我们只针对不需要"API 库函数 pins 动态配置"的情况进行演示；

其次，即便需要"API 库函数 pins 动态配置"的情况，pins 的使用方法跟其它 API 核心库函数没有区别。

4.1 将 pins_Air8000.json 下载到模组

  1. 以 Air8000 开发板 V2008固件为例；
下载地址：[合宙 Luat/LuatOS-Air8000]([components/pins/meta · 合宙Luat/LuatOS - 码云 - 开源中国](https://gitee.com/openLuat/LuatOS/tree/master/components/pins/meta))；

​ 截图如下：

image-20250703175128136

2.pins_Air8000 保存在 json 文件夹内；

image-20250704093443846

3.下载到 Air8000 开发板中；

image-20250704094154507

4.2 将 pins_Air8000A.json 下载到模组

  1. 以 Air8000A V2008固件为例；
下载地址：[合宙 Luat/LuatOS-Air8000A]([components/pins/meta · 合宙Luat/LuatOS - 码云 - 开源中国](https://gitee.com/openLuat/LuatOS/tree/master/components/pins/meta))；

​ 截图如下：662dc27caf8eadc1182858f31b310fb

2.pins_Air8000A 保存在 json 文件夹内；

image-20250704095846457

3.下载到 Air8000A 中；

image-20250704100316459

4.3 将 pins_Air8000D.json 下载到模组

  1. 以 Air8000D V2008固件为例；
下载地址：[合宙 Luat/LuatOS-Air8000D]([components/pins/meta · 合宙Luat/LuatOS - 码云 - 开源中国](https://gitee.com/openLuat/LuatOS/tree/master/components/pins/meta))；

​ 截图如下：

662dc27caf8eadc1182858f31b310fb

2.pins_Air8000D 保存在 json 文件夹内；

image-20250704101621134

3.下载到 Air8000D 中；

image-20250704102242736

4.4 将 pins_Air8000G.json 下载到模组

  1. 以 Air8000G V2008固件为例；
下载地址：[合宙 Luat/LuatOS-Air8000D]([components/pins/meta · 合宙Luat/LuatOS - 码云 - 开源中国](https://gitee.com/openLuat/LuatOS/tree/master/components/pins/meta))；

​ 截图如下：

662dc27caf8eadc1182858f31b310fb

2.pins_Air8000G 保存在 json 文件夹内；

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3.下载到 Air8000G 核心板中；

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4.5 将 pins_Air8000T.json 下载到模组

  1. 以 Air8000T V2008固件为例；
下载地址：[合宙 Luat/LuatOS-Air8000T]([components/pins/meta · 合宙Luat/LuatOS - 码云 - 开源中国](https://gitee.com/openLuat/LuatOS/tree/master/components/pins/meta))；

​ 截图如下：

662dc27caf8eadc1182858f31b310fb

2.pins_Air8000T 保存在 json 文件夹内；

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3.下载到 Air8000T 核心板中；

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4.6 将 pins_Air8000W.json 下载到模组

  1. 以 Air8000W V2008固件为例；
下载地址：[合宙 Luat/LuatOS-Air8000W]([components/pins/meta · 合宙Luat/LuatOS - 码云 - 开源中国](https://gitee.com/openLuat/LuatOS/tree/master/components/pins/meta))；

​ 截图如下：

662dc27caf8eadc1182858f31b310fb

2.pins_Air8000W 保存在 json 文件夹内；

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3.下载到 Air8000W 核心板中；

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4.7 将 pins_Air780EPM.json 下载到模组

  1. 以 Air780EPM 开发板 V1.3 出厂固件为例；

下载地址：合宙 Luat/LuatOS-Air780EPM；

截图如下：

2.pins_Air780EPM 保存在 json 文件夹内；

3.下载到 Air780EPM 开发板 V1.3 中；

三，其它说明

  1. Lua 代码中，需要声明调用 pins_Air780EPM.json 文件吗？

答案：不需要；

更详细的说明，参见 pins - luatos@air780epm - 合宙模组资料中心 中对pins.loadjson(path)函数的描述；

  1. 只有 Air780EPM 支持 pins_Air780EPM.json 和 API 库函数 pins 搭配的配置方式吗？

回答：不是的；

合宙 25 年主推型号都会支持，包括 Air780EPM/EHM/EHV/EGH，Air8000/8000W/8000G/8000T，Air8101/8101A，Air8201，以及将来可能的新型号； 已经不再主推的老型号，比如 Air780E、Air780EP、Air780EPS、Air724UG 等，不再新增支持该功能；

注意！LuatIO 工具(pins_$model.json)和 API 函数 pins 都支持主推型号，老型号都不再支持。

  1. 虽然该工具很方便，但我已经习惯了 mcu.altfun()函数配置，还可以继续使用吗？

回答：不可以了；

Air780EPM 底层固件从 V2006 开始，将只支持 pins_Air780EPM.json 一种 GPIO 复用功能配置方式，之前的 mcu.altfun()方式将不再继续支持！遇到动态配置的情况，可以结合 API 库函数 pins 进行操作。

也就是说，如果您使用 Air780EPM 底层固件 V2005 或之前的版本已经量产出货，后续您因某种原因需要远程升级基于 V2006 及其后续底层固件版本的软件时，您的脚本文件也需要通过 pins_Air780EPM.json 的方式重新对 GPIO 复用功能进行配置，原来的 mcu.altfun()配置方式将会失效。

  1. 为什么我在合宙的 Docs 文档网站里还经常看到关于 mcu.altfun()函数的出现？

回答：在整理了；

mcu.altfun()的 API 库函数说明已经从 Docs 上撤掉，但确实还有非常多的其它文档说明仍然"保留"，我们可能要花一段时间才能完全"清除"；

  1. LuatIO 功能将来会集成到 LuaTools 中吗？

回答：一定会的；

目前单独的 LuatIO 工具只是阶段性的存在，很快就会集成到 LuaTools 中，大家一个工具入口即可完成尽可能多的功能；

  1. 如果未进行pins_Air780EPM.json的配置，代码可以运行吗？

回答：可以运行；

会以Air780EPM各GPIO的默认功能执行；

如果所引用的GPIO复用功能跟默认功能不一致，代码就会无法执行。