树莓派开发系列教程9——树莓派GPIO控制


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 plaincopyprint?





# -*- 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)

# -*- 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)

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 plaincopyprint?





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

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

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 plaincopyprint?





#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;
}

#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;
}

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