树莓派gpio应用

树莓派gpio应用,第1张

  树莓派现在越来越火,网上树莓派资料也越来越多。树莓派源自英国,国外嵌入式开源领域具有良好的分享精神,树莓派各种集成库也层出不穷。

  树莓派内核中已经编译自带了gpio的驱动,我们常通过一些第三方写好的库函数来完成具体的 *** 作。

  【python GPIO】

  【开发语言】——python

  【简单介绍】——该库更确切的名称为raspberry-gpio-python,树莓派官方资料中推荐且容易上手。python GPIO是一个小型的python库,可以帮助用户完成raspberry相关IO口 *** 作。但是python GPIO库还没有支持SPI、I2C或者1-wire等总线接口。除了python GPIO之外,还有众多的python扩展库(例如webiopi),毫无疑问的说python非常适合树莓派,树莓派也非常适合python。

  【wiringPi】

  【开发语言】——C语言

  【简单介绍】——wiringPi适合那些具有C语言基础,在接触树莓派之前已经接触过单片机或者嵌入式开发的人群。wiringPi的API函数和arduino非常相似,这也使得它广受欢迎。作者给出了大量的说明和示例代码,这些示例代码也包括UART设备,I2C设备和SPI设备等,毫无疑问地说wiringPi功能非常强大。

  【BCM2835 C Library】

  【开发语言】——C语言

  【简单介绍】BCM2835 C Library可以理解为使用C语言实现的相关底层驱动,它给我的感觉更像STM32的库函数,BCM2835 C Library的驱动库包括GPIO、SPI和UART等,可以通过学习BCM2835 C Library熟悉BCM2835相关的寄存器 *** 作。如果有机会开发树莓派上的linux驱动,或自主开发python或PHP扩展驱动,可以从BCM2835 C Library找到不少的“灵感”。

  【相关博文】

  更多树莓派学习笔记请参考——【树莓派学习笔记——索引博文】

  1.硬件准备

  【树莓派】——在开始所有的实验之前,你需要一块完整的树莓派。

  【IO扩展板】——可以通过淘宝购买IO扩展板,或者购买万用板和杜邦线自行制作IO扩展板。

  

  图1 树莓派扩展板——图片来自 天猫 大菠萝数码专营店

  

  图2 运行效果图

  2.注意事项

  【编号方式】

  树莓派gpio应用,树莓派gpio应用,第2张

  图3 GPIO编号方式——该图片来自wiringPi说明文档

  树莓派的软件扩展库虽然很多,但也导致了扩展库“碎片化”的问题,例如 *** 作树莓派的GPIO端口,GPIO的编号便存在三种不同的方式

  【1】插座编号方式

  编号侧重P1插座侧,从上到下,从左到右。正如图3的Header一栏。

  【2】BCM2835编号方式

  编号侧重CPU寄存器,根据BCM2835的GPIO寄存器编号。正如图3 BCM GPIO一栏。

  【3】wiringPi编号方式

  编号侧重实现逻辑,把扩展GPIO端口从0开始编号,这种编号方便编程。正如图3 WiringPi一栏。

  【举例说明】

  插座编号方式 11 -》 BCM2835编号方式 17 -》 wiringPi编号方式 GPIO0。无论如何它都是同一个IO管脚。

  【代码写在哪里】

  【1】直接在树莓派中编写

  树莓派中有几款代码(文本)编辑软件,可以在树莓派中编写代码。

  【2】在windows中编写

  可以在windows中编写代码,如果是Python脚本可通过FTP软件传输到树莓派中,然后使用SSH客户端登录到树莓派中执行Python脚本。如果是C语言文件,除了使用FTP传输之外还需要在树莓派上编译才可以生成可执行文件(相当于windows上的exe文件)。相关软件 *** 作请参考【树莓派学习笔记——常用软件汇总】

  【3】在其他linux中编写

  与windows中编写代码不同,在其他linux发行版(例如ubuntu)中可安装交叉工具链,交叉编译C文件生成在树莓派的可执行文件,那么使用FTP传输可执行文件至树莓派即可。其实方式【1】和方式【3】是几乎相同的。

  【本例原理图】

  为了说明问题本例只有一个LED,接在了树莓派IO扩展插座的11脚。

  

  图4 原理图

  3Python GPIO实现

  【安装过程】

  【1】先安装python-dev,输入以下指令。

  sudo apt-get install python-dev

  【2】安装RPi.GPIO,依次输入以下指令。特别说明,由于RPi.GPIO仍处于不断完善的过程中,请参考前言中的链接下载最新的安装代码。

  # 下载

  $ wget http://raspberry-gpio-python.googlecode.com/files/RPi.GPIO-0.5.3a.tar.gz

  # 解压缩

  $ tar xvzf RPi.GPIO-0.5.3a.tar.gz

  # 进入解压之后的目录

  $ cd RPi.GPIO-0.5.3a

  # 启动安装

  $ sudo python setup.py install

  【示例代码】

  新建一个名为led.py的文件,该文件具体内容如下:

  [python] view plain copy# -*- coding: utf-8 -*-

  import RPi.GPIO as GPIO

  import TIme

  # BOARD编号方式,基于插座引脚编号

  GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

  # 输出模式

  GPIO.setup(11, GPIO.OUT)

  while True:

  GPIO.output(11, GPIO.HIGH)

  TIme.sleep(1)

  GPIO.output(11, GPIO.LOW)

  TIme.sleep(1)

  【运行】

  如果在windows上编写代码,请使用FTP软件下载到树莓派中,使用SSH客户端登陆树莓派,cd命令进入文件所在目录,然后输入指令

  sudo python led.py

  好吧,扩展板上的LED等开始闪烁了。最后使用Ctrl+C结束Python程序。

  【简单说明】

  【1】GPIO.setmode(GPIO.BOARD),采用插座引脚编号方式。

  【2】由于采用插座引脚编号方式,此处的11脚相当于BCM2835寄存器编号方式的引脚11。

  4 WiringPi实现

  【安装过程】

  详见【树莓派学习笔记——wiringPi简介、安装和管脚说明】

  【示例代码】

  新建一个名为blink.c文件,该文件具体内容如下:

  [cpp] view plain copy#include 《wiringPi.h》

  int main(void)

  {

  wiringPiSetup() ;

  pinMode (0, OUTPUT) ;

  for(;;)

  {

  digitalWrite(0, HIGH) ; delay (500) ;

  digitalWrite(0, LOW) ; delay (500) ;

  }

  }

  【运行】

  如果在windows上编写代码,请使用FTP软件下载到树莓派中,使用SSH客户端登陆树莓派,cd命令进入文件所在目录,然后输入gcc指令

  gcc -Wall -o blink blink.c -lwiringPi

  接着输入以下命令执行程序

  sudo 。/blink

  程序顺利运行,最后使用ctrl+c可以结束程序。

  【简单说明】

  【1】不确定的最后状态,由于程序停止的时间未知,所有LED可能为点亮状态也可能会熄灭状态。

  【2】和python的程序相比,GPIO的端口号似乎发生了变化,但是实际上为同一个IO,只是IO的编号方式略有不同。

  【3】-lwiringPi表示动态加载wiringPi共享库,如果不熟悉gcc指令和makefile,请参考系列博文——【Linux学习笔记——例说makefile 索引博文】

  5 BCM2835 C Library

  【安装过程】

  特别说明,由于BCM2835 C Library仍处于不断完善的过程中,请参考前言中的链接下载最新的安装代码。

  # 下载

  $ wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.35.tar.gz

  # 解压缩

  $ tar xvzf bcm2835-1.35.tar.gz

  # 进入压缩之后的目录

  $ cd bcm2835-1.35

  # 配置

  。/configure

  # 从源代码生成安装包

  make

  # 执行检查

  sudo make check

  # 安装 bcm2835库

  sudo make install

  【示例代码】

  新建一个名为blink.c的程序,程序的具体内容如下:

  [cpp] view plain copy#include 《bcm2835.h》

  // P1插座第11脚

  #define PIN RPI_GPIO_P1_11

  int main(int argc, char **argv)

  {

  if (!bcm2835_init())

  return 1;

  // 输出方式

  bcm2835_gpio_fsel(PIN, BCM2835_GPIO_FSEL_OUTP);

  while (1)

  {

  bcm2835_gpio_write(PIN, HIGH);

  bcm2835_delay(100);

  bcm2835_gpio_write(PIN, LOW);

  bcm2835_delay(100);

  }

  bcm2835_close();

  return 0;

  }

  【运行】

  如果在windows上编写代码,请使用FTP软件下载到树莓派中,使用SSH客户端登陆树莓派,cd命令进入文件所在目录,然后输入gcc指令

  gcc -o blink blink.c -lbcm2835

  接着执行该程序,输入以下指令

  sudo 。/blink

  程序顺利运行,最后使用ctrl+c可以结束程序。

  【1】和wiringPi的情况相似,若关闭程序LED灯可能点亮也可能熄灭。

  【2】虽然GPIO端口再次发生了变化,但还是指向那个LED灯。

  【3】-lbcm2835表示动态加载bcm2835共享库,如果不熟悉gcc指令和makefile,请看看我的其他博文吧。

  6 未来做些什么

  实践GPIO输入功能,实践SPI功能,实践I2C功能等。最后综合以上若干内容结合web做些好玩的应用。

欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址: http://outofmemory.cn/dianzi/2482272.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2022-08-04
下一篇 2022-08-04

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

保存