[转]树莓派gpio口控制

0.前言

    树莓派现在越来越火，网上树莓派的资料也越来越多。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，下面推荐几个。

【【开发语言】——python

【【开发语言】——C语言

【【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”。

    

    【相关博文】

更多树莓派学习笔记请参考——【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】

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，例如操作树莓派的GPIO端口，GPIO的编号便存在三种不同的方式

    编号侧重P1插座侧，从上到下，从左到右。正如图3的Header一栏。

    编号    【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。

 

    

    【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）。相关软件操作请参考【【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。

图4 原理图

2 Python GPIO实现

        【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 # 解压缩 
# 进入解压之后的目录 
# 启动安装

新建一个名为led.py的文件，该文件具体内容如下：

• 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)

    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】    【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

 

    详见【新建一个名为blink.c文件，该文件具体内容如下：

• int main(void)
• {
• wiringPiSetup() ;
• pinMode (0, OUTPUT) ;
• for(;;)
• {
• digitalWrite(0, HIGH) ; delay (500) ;
• digitalWrite(0,  LOW) ; delay (500) ;
• }
• }

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。

【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——【5 BCM2835 C Library

    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
# 解压缩
# 进入压缩之后的目录

新建一个名为blink.c的程序，程序的具体内容如下：

• // 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;
• }

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。