樹莓派 GPIO 控制

常用開源工程簡介

樹莓派內(nèi)核中已經(jīng)編譯自帶了 gpio 的驅(qū)動，我們常通過一些第三方寫好的庫函數(shù)來完成具體的操作，比較常見的操作庫函數(shù)有：

python GPIO

• 開發(fā)語言——python
• 簡單介紹——樹莓派官方資料中推薦且容易上手。python GPIO 是一個小型的 python 庫，可以幫助用戶完成 raspberry 相關(guān) IO 口操作，但是 python GPIO 庫還沒有支持 SPI、I2C 或者 1-wire 等總線接口。
• 官方網(wǎng)站—— https://code.google.com/p/raspberry-gpio-python/

wiringPi

• 開發(fā)語言——C 語言
• 簡單介紹——wiringPi 適合那些具有 C 語言基礎(chǔ)，在接觸樹莓派之前已經(jīng)接觸過單片機或者嵌入式開發(fā)的人群。wiringPi 的 API 函數(shù)和 arduino 非常相似，這也使得它廣受歡迎。作者給出了大量的說明和示例代碼，這些示例代碼也包括 UART 設(shè)備，I2C 設(shè)備和 SPI 設(shè)備等。
• 官方網(wǎng)站—— http://wiringpi.com/

BCM2835 C Library

• 開發(fā)語言——C 語言
• 簡單介紹——BCM2835 C Library 可以理解為使用C語言實現(xiàn)的相關(guān)底層驅(qū)動，BCM2835 C Library 的驅(qū)動庫包括 GPIO、SPI 和 UART 等，可以通過學(xué)習(xí) BCM2835 C Library 熟悉 BCM2835 相關(guān)的寄存器操作。如果有機會開發(fā)樹莓派上的 linux 驅(qū)動，或自主開發(fā) python 或 PHP 擴展驅(qū)動，可以從 BCM2835 C Library 找到不少的“靈感”。
• 官方網(wǎng)站—— http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/

樹莓派GPIO編號方式

1. 功能物理引腳： 從左到右，從上到下：左邊基數(shù)，右邊偶數(shù)：1-40
2. BCM： 編號側(cè)重 CPU 寄存器，根據(jù) BCM2835 的 GPIO 寄存器編號。
3. wpi： 編號側(cè)重實現(xiàn)邏輯，把擴展 GPIO 端口從 0 開始編號，這種編號方便編程。正如下圖 WiringPi 一欄。

http://wiki.jikexueyuan.com/project/raspberry-pi/images/gpio.jpg" alt="" />

python GPIO

先安裝 python-dev，輸入以下指令。

sudo apt-get install python-dev

安裝 RPi.GPIO，依次輸入以下指令。

• 下載：$ wget http://raspberry-gpio-python.googlecode.com/files/RPi.GPIO-0.5.3a.tar.gz
• 解壓縮：$ tar xvzf RPi.GPIO-0.5.3a.tar.gz
• 進入解壓之后的目錄 ：$ cd RPi.GPIO-0.5.3a
• 啟動安裝 ：$ sudo python setup.py install

例子：

# -*- coding: utf-8 -*-    
 import RPi.GPIO as GPIO    
 import time    
 # BOARD編號方式，基于插座引腳編號    
 GPIO.setmode(GPIO.BOARD)    
 # 輸出模式    
 GPIO.setup(11, GPIO.OUT)    

 while True:    
     GPIO.output(11, GPIO.HIGH)    
     time.sleep(1)    
     GPIO.output(11, GPIO.LOW)    
     time.sleep(1)   

執(zhí)行：

sudo python led.py

說明：

• GPIO.setmode(GPIO.BOARD)，采用插座引腳編號方式。
• 由于采用插座引腳編號方式，此處的 11 腳相當于 BCM2835 寄存器編號方式的引腳 11。

WiringPi GPIO

說明

WiringPi 是應(yīng)用于樹莓派平臺的 GPIO 控制庫函數(shù)，WiringPi 遵守 GUN Lv3。wiringPi 使用 C 或者 C++ 開發(fā)并且可以被其他語言包轉(zhuǎn)，例如 Python、ruby 或者 PHP 等。 wiringPi 包括一套 gpio 控制命令，使用 gpio 命令可以控制樹莓派 GPIO 管腳。用戶可以利用 gpio 命令通過 shell 腳本控制或查詢 GPIO 管腳。wiringPi 是可以擴展的，可以利用 wiringPi 的內(nèi)部模塊擴展模擬量輸入芯片，可以使用 MCP23x17/MCP23x08（I2C 或者 SPI）擴展 GPIO 接口。另外可通過樹莓派上的串口和 Atmega（例如 arduino 等）擴展更多的 GPIO 功能。另外，用戶可以自己編寫擴展模塊并把自定義的擴展模塊集成到 wiringPi 中。WiringPi 支持模擬量的讀取和設(shè)置功能，不過在樹莓派上并沒有模擬量設(shè)備。但是使用 WiringPi 中的軟件模塊卻可以輕松地應(yīng)用 AD 或 DA 芯片。

wiringPi 安裝

• 方案 A——使用 GIT 工具，通過 GIT 獲得 wiringPi 的源代碼。

git clone git://git.drogon.net/wiringPi
cd wiringPi
./build

build 腳本會幫助你編譯和安裝 wiringPi。

• 方案 B——直接下載，我們可以在https://git.drogon.net/?p=wiringPi;a=summary 網(wǎng)站上直接下載最新版本編譯使用。

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

測試

wiringPi 包括一套 gpio 命令，使用 gpio 命令可以控制樹莓派上的各種接口，通過以下指令可以測試wiringPi 是否安裝成功。

$gpio -v
$gpio readall

即可出現(xiàn)上面的 io 圖。

例子

[cpp] view plaincopy 在 CODE 上查看代碼片派生到我的代碼片

#include <wiringPi.h>    
int main(void)    
{    
  wiringPiSetup() ;    
  pinMode (0, OUTPUT) ;    
  for(;;)     
  {    
    digitalWrite(0, HIGH) ; delay (500) ;    
    digitalWrite(0,  LOW) ; delay (500) ;    
  }    
}   

編譯運行

在樹莓派上:

gcc -Wall -o test test.c -lwiringPi 
sudo ./test

在虛擬機中：

am-linux-gcc -Wall -o test test.c -lwiringPi 
sudo ./test

注意事項：

• IO 的編號方式略有不同，采用 wiring 編碼方式。
• -lwiringPi 表示動態(tài)加載 wiringPi 共享庫。

BCM2835 C Library

• 下載：$ wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.35.tar.gz
• 解壓縮：$tar xvzf bcm2835-1.35.tar.gz
• 進入壓縮之后的目錄：$cd bcm2835-1.35
• 配置：$./configure
• 從源代碼生成安裝包：$make
• 執(zhí)行檢查：$sudo make check
• 安裝 bcm2835庫：$sudo make install
• 例子[cpp] view plaincopy 在 CODE 上查看代碼片派生到我的代碼片

#include <bcm2835.h>    

// P1插座第11腳    
#define PIN RPI_GPIO_P1_11    

int main(int argc, char **argv)    
{    
  if (!bcm2835_init())    
  return 1;    

  // 輸出方式    
  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;    
}   

注意事項：

• IO 的編號方式略有不同，采用 wiring 編碼方式。
• -lwiringPi 表示動態(tài)加載 wiringPi 共享庫。