树莓派学习笔记——GPIO功能学习

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。
更多树莓派学习笔记请参考——【树莓派学习笔记——索引博文】
树莓派来自国外，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。

【python GPIO】

（该库更确切的名称应为raspberry-gpio-python）

简单介绍：树莓派官方资料中推荐容易上手。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，这些总线接口的开发会在未来开发。

【wiringPi】

简单介绍：编程的方法兼容arduino，作者给出了大量的说明和示例代码，功能强大。

【BCM2835 C Library】

简单介绍：C Library可以理解为使用C语言实现的底层驱动，包括GPIO、SPI和UART等，使用简单方便同样容易上手。

1.硬件准备

从淘宝上淘了一下，发现深圳有家店做的很不错，虽然东西有点贵但是品质上乘。光有树莓派其实用途有限，还需要合适的扩展板，下面是扩展板的图片：

2.程序实现

2.1 Python

RPi.GPIO安装

a.安装python-dev

sudo aptitude install python-dev

b.安装RPi.GPIO

# 下载
$ wget http://raspberry-gpio-python.googlecode.com/files/RPi.GPIO-0.5.3a.tar.gz
# 解压缩
$ tar xvzf RPi.GPIO-0.5.3a.tar.gz
# 进入解压之后的目录
$ cd RPi.GPIO-0.5.3a
# 启动安装
$ sudo python setup.py install

新建名为led.py的程序，程序的具体内容如下：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
# need to set up every channel which are using as an input or an output
GPIO.setup(11, GPIO.OUT)

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

使用cd命令进入文件所在目录，然后输入指令

sudo python led.py

使用这种方法实现LED闪烁的最容易的方法，网上的教程也非常多，是入门树莓派的好方法。

2.2 wiringPi

新建一个名为blink.c的程序，程序内容如下：【更多wiringPi介绍和安装指南】【blink代码的详细分析】

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

使用cd命令进入所在文件目录，然后输入以下命令生成可执行文件blink

gcc -Wall -o blink blink.c -lwiringPi

最后输入以下命令执行程序

sudo ./blink

之后程序便会运行，使用ctrl+c可以结束程序。这里会有一点小问题，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。和python的程序相比，GPIO的端口编号似乎发生了变化，但是实际为同一个IO，只是IO的编辑顺序略有不同。

2.3 BCM2835 C Library

BCM2835 C Library 安装

# 下载
$ wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.35.tar.gz 
# 解压缩
$ tar xvzf bcm2835-1.35.tar.gz 
# 进入解压之后的目录
$ cd bcm2835-1.35
# 配置
./configure
# 从源代码生成安装包
make
# 执行检查
sudo make check
# 安装 bcm2835库
sudo make install

新建一个名为blink.c的程序，程序的具体内容如下

#include <bcm2835.h>

// Blinks on RPi Plug P1 pin 11 (which is GPIO pin 17)
#define PIN RPI_GPIO_P1_11

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

  // Set the pin to be an output
  bcm2835_gpio_fsel(PIN, BCM2835_GPIO_FSEL_OUTP);

  // Blink
  while (1)
  {
    bcm2835_gpio_write(PIN, HIGH);
    bcm2835_delay(100);
    
    bcm2835_gpio_write(PIN, LOW);
    bcm2835_delay(100);
  }
  bcm2835_close();
  return 0;
}

使用cd指令进入文件所在目录，然后输入以下命令生成可执行文件

gcc -o blink blink.c -lbcm2835

最后执行该程序，输入以下指令

sudo ./blink

之后程序便会运行，运行的效果和前面两个效果相似，只是LED闪烁的时间略有不同。如果深入以上各种函数库，本质上依然是操作bcm2835的相关寄存器。

3.未来想法

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和以太网功能做一个好玩的应用。

4.树莓派博文链接

1.【PCF8574 应用BCM2835 library】