树莓派Linux启动过程简介

    昨天在写关于linux设置脚本开机启动的文章时，有个疑问就是开机时怎么确认运行级别，然后遍历执行/etc/rcNd/目录下的所有服务程序。带着疑问， 在前人的基础上 学习总结一下linux系统初始化的工作的内容，现在树莓派4B上展示出来。

1、加载内核

    当计算机打开电源后，首先是BIOS开机自检，按照BIOS中设置的启动设备（通常是硬盘）来启动。 *** 作系统接管硬件以后，首先读入 /boot 目录下的内核文件。树莓派4B的内核是Raspbian GNU/Linux 10 (buster)，基于Debian。

2、初始化进程init

    内核文件加载以后，运行第一个程序init，它的作用是初始化系统环境。init位于目录/sbin，进程号PID为1，即1号进程，其他所有进程都由init衍生，是init的子进程。

    同时还有个0号进程，idle进程，在系统初始化时由内核kernel自身从无到有创建，通过调用kernel_thread创建一个内核线程去执行init函数，0号进程创建1号进程。

3、运行级别

    具体介绍请参考笔者的文章-Linux运行级别简介  ，但是开机时是怎么确定运行级别的呢？

    init进程首先读取文件 /etc/inittab，它是运行级别的设置文件。但是各个发行版不太一样，init的配置文件也不一样，有可能使用/etc/eventd里面的配置文件，最新版的改用为/etc/init目录。

4、开机启动程序

    具体详情请参考文章-linux中/etc/initd设置开机启动 ，确定运行级别后，执行rcNd目录下的文件，这些链接文件是连接到initd目录下的程序。init进程逐一加载开机启动程序，其实就是运行这个目录里的启动脚本。

    比如运行级别为5（图形化多用户）时启动的程序：

5、用户登录

    开机启动程序加载完毕以后用户登录。用户的登录方式有三种：

    命令行登录：init进程调用getty程序。

    ssh登录：init进程调用sshd程序。

    图形界面登录：init进程调用显示管理器，Gnome图形界面对应的显示管理器为gdm。

6 、login shell

    默认shell时bash，命令行界面，让用户可以直接与 *** 作系统对话。读取环境变量，具体请参考笔者文章-Linux环境变量的设置。

上一次学习了用树莓派控制一个led灯。

那么如何用按键来控制led灯呢？

就是说有一个按键，我们按下的时候led灯亮起，再按一次led灯关闭

如此往复呢？

首先我们在13号引脚那里连接一个上拉电阻，然后再连接开关，如下图。

在这种情况下，我们用11号引脚控制led灯。

程序如下。

import RPiGPIO as GPIO

import time

GPIOsetmode(GPIOBOARD)

GPIOsetup(11,GPIOOUT)

GPIOsetup(13,GPIOIN,pull_up_down=GPIOPUD_DOWN)

led=True

while True:

        while (GPIOinput(13)==GPIOHIGH):

                pass

        else:

                led= not led

                pass

        if led:

                GPIOoutput(11,GPIOHIGH)

                pass

        else:

                GPIOoutput(11,GPIOLOW)

                pass

pass

在这里可以看到。但是程序不是很健壮，原因是我们没有消抖。

当我们按下的一瞬间，可能程序已经重复执行了好多遍。

因此，现在想办法消抖。

import RPiGPIO as GPIO

import time

GPIOsetmode(GPIOBOARD)

GPIOsetup(11,GPIOOUT)

GPIOsetup(13,GPIOIN,pull_up_down=GPIOPUD_DOWN)

led=True

while True:

        while(GPIOinput(13)==GPIOHIGH):

                pass

        else:

                timesleep(01)

                if(GPIOinput(13)==GPIOLOW):

                        led=not led

                        pass

                pass

        if led:

                GPIOoutput(11,GPIOHIGH)

                timesleep(01)

                pass

        else:

                GPIOoutput(11,GPIOLOW)

                timesleep(01)

                pass

pass

这样就非常准了

此篇为 《树莓派使用基础》 中，RPIGPIO Input功能高级应用技巧。GPIO的简单使用请参考博文 树莓派3B+ GPIO输入输出使用

目前有几种途径可以在程序中获得 GPIO 的输入信息。

如果在输入针脚上没有连接任何元件，那么它将是“浮动（float）”的。换句话说，因为没有连接任何元件，在按下按钮或开关之前，读取的值是没有意义的。由于电源的波动，获取到的值可能会有很大的变化。

为了解决这个问题，我们需要使用 上拉/下拉电阻 。这样，我们就可设定输入的默认值了。在这里，可以使用硬件或软件对电阻进行上拉/下拉。使用硬件方式，将一个 10K 的电阻连接在输入通道与 33V（上拉）或 0V（下拉）之间是常用的做法。而 RPiGPIO 也允许您通过软件的方式对配置 Broadcom SOC 来达到目的：

或者

通道编号是基于所使用的编号系统所指定的（BOARD 或 BCM）。

边缘的定义为电信号从 LOW 到 HIGH（上升临界值）或从 HIGH 到 LOW（下降临界值）状态的改变。正常情况下，对于输入的值来说，我们更关心的是输入的状态是否发生了改变。这种状态上的改变是很重要的。

为了避免程序在忙于处理其它的事物时而错过了按下按钮的 *** 作，这里有两种方法可以解决：

在检测到边缘时执行线程回调函数

注意，可以输入 GPIORISING、GPIOFALLING、GPIOBOTH 对边缘进行检测。这种方式的优点是占用 CPU 资源很少，因此系统可以有充裕的资源处理其它事物。

RPiGPIO 在第二条线程中执行回调函数。这意味着回调函数可以同您的主程序同时运行，并且可以立即对边缘进行响应。例如：

如果需要多个回调函数：

注意，在该示例中，回调函数为顺序运行而不是同时运行。这是因为当前只有一个进程供回调使用，而回调的运行顺序是依据它们被定义的顺序。

可能会注意到，每次按钮按下时，回调 *** 作被调用不止一次。这种现象被称作“开关抖动（switch bounce）”。这里有两种方法解决开关抖动问题：

或者

由于某种原因，若不希望程序检测边缘事件，可以将它停止：

原文链接

参考链接

cd (python所在路径)

python3 (python文件名)

chmod +x testsh

su

nano /etc/rc/local

在exit 0上面添加

（testsh所在绝对路径）/testsh

chmod +x rclocal

6终端输入systemctl status rclocal可查看运行成功状态，或得到相关错误提示

1 准备一个树莓派，以及一个计算机，还有一个SD卡，SD卡的容量要大于4G；

2 下载树莓派的 *** 作系统，比如Raspbian，并将其写入SD卡；

3 将SD卡插入树莓派，并将树莓派连接到计算机；

4 使用SSH连接树莓派，并在树莓派上安装必要的软件；

5 在树莓派上安装Python，并使用Python编写程序；

6 将编写的程序上传到树莓派，并运行程序；

7 根据程序的运行结果，对程序进行调试和优化，直到程序运行正常。

树莓派中sudo是不需要密码的。 所以原则上可以在脚本里切换成ROOT用户。

你这个脚本做什么用，如果只是切换完了，执行一个命令，直接用su就可以搞定，印象中是su -c。su -c USER CMD

如果你想执行完脚本后还保留在root状态中，直接用sudo -s就可以

如果希望在树莓派开机进入界面后，自动开始一个python的gui程序，按照如下方法，以my_programpy文件为例：

1给文件设置运行权限

chmod +x my_programpy

2在这个py文件最开始，加上python编译器的地址

比如 #!/usr/bin/env python

如果不清楚python编译器的地址是什么，可以用 which python命令查看。如果是用python3，是用 which python3

3打开自启动的文件（用户为pi的时候）

nano /home/pi/config/lxsession/LXDE-pi/autostart

增加一行

@/home/pi/folder/my_programpy

注意：如果py文件中存在地址，要写绝对地址。

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