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树莓派开发系列教程9——树莓派GPIO控制

字号+ 作者:duino123.com 来源:未知 2016-11-25 23:44 我要评论( )

一、常用开源工程简介 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操作,比较常见的操作库函数有: 1、 Python GPIO 【开发语言】python 【简单介绍】树莓派官方资料中推荐且容易上手。python GPIO是一个小型的pyt

一、常用开源工程简介

    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操作,比较常见的操作库函数有:

1、Python GPIO

    【开发语言】——python

    【简单介绍】——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口操作,但是python GPIO库还没有支持SPI、I2C或者1-wire等总线接口。

    【官方网站】—— https://code.google.com/p/raspberry-gpio-python/

 

2、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。

    【官方网站】—— http://wiringpi.com/

 

3、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,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相关的寄存器操作。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”。

    【官方网站】—— http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/

 

二、树莓派GPIO编号方式

1、功能物理引脚:

从左到右,从上到下:左边基数,右边偶数:1-40

2、BCM:

编号侧重CPU寄存器,根据BCM2835的GPIO寄存器编号。

3、wpi:

  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。

 

三、python GPIO

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。

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

2)解压缩:$ tar xvzf RPi.GPIO-0.5.3a.tar.gz

3)进入解压之后的目录 :$ cd RPi.GPIO-0.5.3a
4)启动安装 :$ sudo python setup.py install


3、例子:

[python] view plain copy
 
 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. # -*- coding: utf-8 -*-    
  2.  import RPi.GPIO as GPIO    
  3.  import time    
  4.  # BOARD编号方式,基于插座引脚编号    
  5.  GPIO.setmode(GPIO.BOARD)    
  6.  # 输出模式    
  7.  GPIO.setup(11, GPIO.OUT)    
  8.      
  9.  while True:    
  10.      GPIO.output(11, GPIO.HIGH)    
  11.      time.sleep(1)    
  12.      GPIO.output(11, GPIO.LOW)    
  13.      time.sleep(1)   

4、执行:
sudo python led.py

5、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。


四、python GPIO
1、说明:

    WiringPi是应用于树莓派平台的GPIO控制库函数,WiringPi遵守GUN Lv3。wiringPi使用C或者C++开发并且可以被其他语言包转,例如python、ruby或者PHP等。
    wiringPi包括一套gpio控制命令,使用gpio命令可以控制树莓派GPIO管脚。用户可以利用gpio命令通过shell脚本控制或查询GPIO管脚。wiringPi是可以扩展的,可以利用wiringPi的内部模块扩展模拟量输入芯片,可以使用MCP23x17/MCP23x08(I2C 或者SPI)扩展GPIO接口。另外可通过树莓派上的串口和Atmega(例如arduino等)扩展更多的GPIO功能。另外,用户可以自己编写扩展模块并把自定义的扩展模块集成到wiringPi中。WiringPi支持模拟量的读取和设置功能,不过在树莓派上并没有模拟量设备。但是使用WiringPi中的软件模块却可以轻松地应用AD或DA芯片。


2.wiringPi安装

1)方案A——使用GIT工具
通过GIT获得wiringPi的源代码
git clone git://git.drogon.net/wiringPi
cd wiringPi
./build
build脚本会帮助你编译和安装wiringPi

2)方案B——直接下载
我们可以在https://git.drogon.net/?p=wiringPi;a=summary网站上直接下载最新版本编译使用

tar xfz wiringPi-xx.tar.gz
cd wiringPi-xx
./build

3、测试:

wiringPi包括一套gpio命令,使用gpio命令可以控制树莓派上的各种接口,通过以下指令可以测试wiringPi是否安装成功。
$gpio -v
$gpio readall

即可出现上面的io图


4、例子:

[cpp] view plain copy
 
 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. #include <wiringPi.h>    
  2. int main(void)    
  3. {    
  4.   wiringPiSetup() ;    
  5.   pinMode (0, OUTPUT) ;    
  6.   for(;;)     
  7.   {    
  8.     digitalWrite(0, HIGH) ; delay (500) ;    
  9.     digitalWrite(0,  LOW) ; delay (500) ;    
  10.   }    
  11. }   

5、编译运行:
在树莓派上:
gcc -Wall -o test test.c -lwiringPi 
sudo ./test

在虚拟机中:
am-linux-gcc -Wall -o test test.c -lwiringPi 
sudo ./test

6、注意事项:
1)IO的编号方式略有不同,采用wiring编码方式。
2)-lwiringPi表示动态加载wiringPi共享库。


五、BCM2835 C Library

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

2、解压缩:             $tar xvzf bcm2835-1.35.tar.gz
3、进入压缩之后的目录:$cd bcm2835-1.35
4、 配置:              $./configure
5、从源代码生成安装包:$make
6、执行检查:           $sudo make check
7、安装 bcm2835库:    $sudo make install

8、例子
[cpp] view plain copy
 
 在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. #include <bcm2835.h>    
  2.     
  3. // P1插座第11脚    
  4. #define PIN RPI_GPIO_P1_11    
  5.     
  6. int main(int argc, char **argv)    
  7. {    
  8.   if (!bcm2835_init())    
  9.   return 1;    
  10.     
  11.   // 输出方式    
  12.   bcm2835_gpio_fsel(PIN, BCM2835_GPIO_FSEL_OUTP);    
  13.     
  14.   while (1)    
  15.   {    
  16.     bcm2835_gpio_write(PIN, HIGH);    
  17.     bcm2835_delay(100);    
  18.         
  19.     bcm2835_gpio_write(PIN, LOW);    
  20.     bcm2835_delay(100);    
  21.   }    
  22.   bcm2835_close();    
  23.   return 0;    
  24. }   

9、注意事项:
1)IO的编号方式略有不同,采用wiring编码方式。
2)-lwiringPi表示动态加载wiringPi共享库。


六、文章参考以下链接
http://elinux.org/RPi_Low-level_peripherals
http://blog.csdn.net/xukai871105/article/details/23115627

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