一、认识gpio

    首先来认识树莓派的引脚,

            

树莓派GPIO入门_bc


       GPIO(General Purpose I/O Ports)意思为通用输入/输出端口,通俗地说,就是一些引脚,可以通过它们输出高低电平或者通过它们读入引脚的状态-是高电平或是低电平。GPIO是个比较重要的概念,用户可以通过GPIO口和硬件进行数据交互(如UART),控制硬件工作(如LED、蜂鸣器等),读取硬件的工作状态信号(如中断信号)等。GPIO口的使用非常广泛。掌握了GPIO,差不多相当于掌握了操作硬件的能力。



第一列是wiringPi API中的缺省编号,

wiringPiSetup()

采用这列编号

第二列(Name)往往是转接板的编号

第三列是树莓派板子上的自然编号(左边引脚为1-15,右边引脚为2-26),

RPi.GPIO.setmode(GPIO.BOARD)

采用这列编号

树莓派主芯片提供商Broadcom的编号方法,相当于调用了

WiringPiSetupGpio()

RPi.GPIO.setmode(GPIO.BCM)

采用这列编号

树莓派GPIO入门_gpio_02



二、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/


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:


# -*- 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    
11, GPIO.OUT)    
     
while True:    
11, GPIO.HIGH)    
1)    
11, GPIO.LOW)    
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:


#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



#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。