前言 玩过单片机的同学就知道,你的第一个单片机程序可能就是点亮一个LED灯,下面我们也通过点亮一个LED为目的来介绍下树莓派的GPIO使用方式。 树莓派GPIO控制有以下三种方式:

  • Python GPIO

该库更确切的名称为raspberry-gpio-python,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。除了python GPIO之外,还有众多的python扩展库(例如webiopi),毫无疑问的说python非常适合树莓派,树莓派也非常适合python。

  • wiringPi

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,毫无疑问地说wiringPi功能非常强大。

  • BCM2835 C Library

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”。

准备

开始进行实验之前,可能需要自己动手焊接一个简单电路,也就是将一个LED灯和一个1K的电阻串接并接在树莓派上,其次若是首次使用GPIO,可能需要通过网络安装GPIO库,所以你的树莓派得连接网络,硬件电路连接如下图所示:

python树莓派gpio库 树莓派 python gpio_树莓派

首次使用这三种库都需要进行安装,下面就针对每一种库的安装方法进行简单的说明

1,安装Python GPIO

行版本的系统已经安装好了,不过也可以使用

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sudo           apt-get           install           python-rpi.gpio

或者

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sudo           apt-get           install           python3-rpi.gpio

进行安装

2,安装

wiringPi

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

3,安装

BCM2835 C Library

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wget [url=http:          //www          .airspayce.com          /mikem/bcm2835/bcm2835-1          .42.          tar          .gz]http:          //www          .airspayce.com          /mikem/bcm2835/bcm2835-1          .42.          tar          .gz[          /url          ]         
          tar           xvzf bcm2835-1.42.          tar          .gz         
          cd           bcm2835-1.42         
          .          /configure         
          make         
          sudo           make           check         
          sudo           make           install

安装完成后可以通过如下命令查看GPIO引脚编号和定义

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gpio readall

结果如下图所示:

python树莓派gpio库 树莓派 python gpio_树莓派_02

Physical那一列对应的就是树莓派物理引脚的编号,BCM就是BCM2835的定义,wPi那列就是wiringPi的定义,当然在这里还能看到每个引脚的功能名称,当前工作模式以及当前电压。

用Python实现

新建一个名为gpio_led.py的文件,在windows下可以先新建一个记事本文件,然后把名字改为gpio_led.py即可,注意扩展名也需要由原来的.txt更改为.py,在Linux系统中也一样,然后用记事本打开文件,输入如下内容:

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# -*- 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          )

若是在Windows下写的程序,则可以用一个FTP软件将文件上传到树莓派中,然后用cd命令进入文件目录,通过

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sudo           python gpio_led.py

即可执行该程序,是不是看到LED闪烁起来了!

若不想程序执行了可以使用Ctrl+C结束Python程序。

用WiringPi实现

新建一个gpio_led.c的文件,将如下程序代码输入文件中

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

若该文件是在Windows系统下新建的,则需要用FTP软件上传到树莓派中,同样使用cd命令进入文件所在目录,然后使用如下命令进行程序的编译链接:

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gcc -Wall -o gpio_led gpio_led.c -lwiringPi

成功编译后会在当前目录下生成一个名为gpio_led的文件,使用 sudo ./gpio_led命令即可运行程序,当然你不想程序运行了也可以使用Ctrl+C结束程序运行。

用BCM2835 C Library实现

同样新建一个名为gpio_led.c的程序文件,然后输入如下程序内容:

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#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;         
          }

若该文件是在Windows系统下新建的,则需要用FTP软件上传到树莓派中,同样使用cd命令进入文件所在目录,然后使用如下命令进行程序的编译链接:

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gcc -Wall -o gpio_led gpio_led.c -lbcm2835

成功编译后会在当前目录下生成一个名为gpio_led的文件,使用 sudo ./gpio_led命令即可运行程序,当然你不想程序运行了也可以使用Ctrl+C结束程序运行。

结束语

以上内容都是针对初次使用GPIO时需要做的工作,GPIO本身功能还是比较强大的,比如SPI,I2C,UART总线控制等,后面会有相关的教程对这些总线的应用进行介绍。