樹(shù)莓派現(xiàn)在越來(lái)越火，網(wǎng)上樹(shù)莓派的資料也越來(lái)越多。樹(shù)莓派源自英國(guó)，國(guó)外嵌入式開(kāi)源領(lǐng)域具有良好的分享精神，樹(shù)莓派各種集成庫(kù)也層出不窮。

　　樹(shù)莓派內(nèi)核中已經(jīng)編譯自帶了gpio的驅(qū)動(dòng)，我們常通過(guò)一些第三方寫好的庫(kù)函數(shù)來(lái)完成具體的操作。

　　【python GPIO】

　　【開(kāi)發(fā)語(yǔ)言】——python

　　【簡(jiǎn)單介紹】——該庫(kù)更確切的名稱為raspberry-gpio-python，樹(shù)莓派官方資料中推薦且容易上手。python GPIO是一個(gè)小型的python庫(kù)，可以幫助用戶完成raspberry相關(guān)IO口操作。但是python GPIO庫(kù)還沒(méi)有支持SPI、I2C或者1-wire等總線接口。除了python GPIO之外，還有眾多的python擴(kuò)展庫(kù)（例如webiopi），毫無(wú)疑問(wèn)的說(shuō)python非常適合樹(shù)莓派，樹(shù)莓派也非常適合python。

　　【wiringPi】

　　【開(kāi)發(fā)語(yǔ)言】——C語(yǔ)言

　　【簡(jiǎn)單介紹】——wiringPi適合那些具有C語(yǔ)言基礎(chǔ)，在接觸樹(shù)莓派之前已經(jīng)接觸過(guò)單片機(jī)或者嵌入式開(kāi)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(shuō)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，毫無(wú)疑問(wèn)地說(shuō)wiringPi功能非常強(qiáng)大。

　　【BCM2835 C Library】

　　【開(kāi)發(fā)語(yǔ)言】——C語(yǔ)言

　　【簡(jiǎn)單介紹】BCM2835 C Library可以理解為使用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的相關(guān)底層驅(qū)動(dòng)，它給我的感覺(jué)更像STM32的庫(kù)函數(shù)，BCM2835 C Library的驅(qū)動(dòng)庫(kù)包括GPIO、SPI和UART等，可以通過(guò)學(xué)習(xí)BCM2835 C Library熟悉BCM2835相關(guān)的寄存器操作。如果有機(jī)會(huì)開(kāi)發(fā)樹(shù)莓派上的linux驅(qū)動(dòng)，或自主開(kāi)發(fā)python或PHP擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)，可以從BCM2835 C Library找到不少的“靈感”。

　　【相關(guān)博文】

　　更多樹(shù)莓派學(xué)習(xí)筆記請(qǐng)參考——【樹(shù)莓派學(xué)習(xí)筆記——索引博文】

　　1.硬件準(zhǔn)備

　　【樹(shù)莓派】——在開(kāi)始所有的實(shí)驗(yàn)之前，你需要一塊完整的樹(shù)莓派。

　　【IO擴(kuò)展板】——可以通過(guò)淘寶購(gòu)買IO擴(kuò)展板，或者購(gòu)買萬(wàn)用板和杜邦線自行制作IO擴(kuò)展板。

　　圖1 樹(shù)莓派擴(kuò)展板——圖片來(lái)自 天貓 大菠蘿數(shù)碼專營(yíng)店

　　圖2 運(yùn)行效果圖

　　2.注意事項(xiàng)

　　【編號(hào)方式】

　　圖3 GPIO編號(hào)方式——該圖片來(lái)自wiringPi說(shuō)明文檔

　　樹(shù)莓派的軟件擴(kuò)展庫(kù)雖然很多，但也導(dǎo)致了擴(kuò)展庫(kù)“碎片化”的問(wèn)題，例如操作樹(shù)莓派的GPIO端口，GPIO的編號(hào)便存在三種不同的方式

　　【1】插座編號(hào)方式

　　編號(hào)側(cè)重P1插座側(cè)，從上到下，從左到右。正如圖3的Header一欄。

　　【2】BCM2835編號(hào)方式

　　編號(hào)側(cè)重CPU寄存器，根據(jù)BCM2835的GPIO寄存器編號(hào)。正如圖3 BCM GPIO一欄。

　　【3】wiringPi編號(hào)方式

　　編號(hào)側(cè)重實(shí)現(xiàn)邏輯，把擴(kuò)展GPIO端口從0開(kāi)始編號(hào)，這種編號(hào)方便編程。正如圖3 WiringPi一欄。

　　【舉例說(shuō)明】

　　插座編號(hào)方式 11 -》 BCM2835編號(hào)方式 17 -》 wiringPi編號(hào)方式 GPIO0。無(wú)論如何它都是同一個(gè)IO管腳。

　　【代碼寫在哪里】

　　【1】直接在樹(shù)莓派中編寫

　　樹(shù)莓派中有幾款代碼（文本）編輯軟件，可以在樹(shù)莓派中編寫代碼。

　　【2】在windows中編寫

　　可以在windows中編寫代碼，如果是Python腳本可通過(guò)FTP軟件傳輸?shù)綐?shù)莓派中，然后使用SSH客戶端登錄到樹(shù)莓派中執(zhí)行Python腳本。如果是C語(yǔ)言文件，除了使用FTP傳輸之外還需要在樹(shù)莓派上編譯才可以生成可執(zhí)行文件（相當(dāng)于windows上的exe文件）。相關(guān)軟件操作請(qǐng)參考【樹(shù)莓派學(xué)習(xí)筆記——常用軟件匯總】

　　【3】在其他linux中編寫

　　與windows中編寫代碼不同，在其他linux發(fā)行版（例如ubuntu）中可安裝交叉工具鏈，交叉編譯C文件生成在樹(shù)莓派的可執(zhí)行文件，那么使用FTP傳輸可執(zhí)行文件至樹(shù)莓派即可。其實(shí)方式【1】和方式【3】是幾乎相同的。

　　【本例原理圖】

　　為了說(shuō)明問(wèn)題本例只有一個(gè)LED，接在了樹(shù)莓派IO擴(kuò)展插座的11腳。

　　圖4 原理圖

　　3Python GPIO實(shí)現(xiàn)

　　【安裝過(guò)程】

　　【1】先安裝python-dev，輸入以下指令。

　　sudo apt-get install python-dev

　　【2】安裝RPi.GPIO，依次輸入以下指令。特別說(shuō)明，由于RPi.GPIO仍處于不斷完善的過(guò)程中，請(qǐng)參考前言中的鏈接下載最新的安裝代碼。

　　# 下載

　　$ wget http://raspberry-gpio-python.googlecode.com/files/RPi.GPIO-0.5.3a.tar.gz

　　# 解壓縮

　　$ tar xv*** RPi.GPIO-0.5.3a.tar.gz

　　# 進(jìn)入解壓之后的目錄

　　$ cd RPi.GPIO-0.5.3a

　　# 啟動(dòng)安裝

　　$ sudo python setup.py install

　　【示例代碼】

　　新建一個(gè)名為led.py的文件，該文件具體內(nèi)容如下：

　　［python］ view plain copy# -*- coding： utf-8 -*-

　　import RPi.GPIO as GPIO

　　import time

　　# BOARD編號(hào)方式，基于插座引腳編號(hào)

　　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）

　　【運(yùn)行】

　　如果在windows上編寫代碼，請(qǐng)使用FTP軟件下載到樹(shù)莓派中，使用SSH客戶端登陸樹(shù)莓派，cd命令進(jìn)入文件所在目錄，然后輸入指令

　　sudo python led.py

　　好吧，擴(kuò)展板上的LED等開(kāi)始閃爍了。最后使用Ctrl+C結(jié)束Python程序。

　　【簡(jiǎn)單說(shuō)明】

　　【1】GPIO.setmode（GPIO.BOARD），采用插座引腳編號(hào)方式。

　　【2】由于采用插座引腳編號(hào)方式，此處的11腳相當(dāng)于BCM2835寄存器編號(hào)方式的引腳11。

　　4 WiringPi實(shí)現(xiàn)

　　【安裝過(guò)程】

　　詳見(jiàn)【樹(shù)莓派學(xué)習(xí)筆記——wiringPi簡(jiǎn)介、安裝和管腳說(shuō)明】

　　【示例代碼】

　　新建一個(gè)名為blink.c文件，該文件具體內(nèi)容如下：

　?。踓pp］ view plain copy#include 《wiringPi.h》

　　int main（void）

　　{

　　wiringPiSetup（） ;

　　pinMode （0， OUTPUT） ;

　　for（;;）

　　{

　　digitalWrite（0， HIGH） ; delay （500） ;

　　digitalWrite（0， LOW） ; delay （500） ;

　　}

　　}

　　【運(yùn)行】

　　如果在windows上編寫代碼，請(qǐng)使用FTP軟件下載到樹(shù)莓派中，使用SSH客戶端登陸樹(shù)莓派，cd命令進(jìn)入文件所在目錄，然后輸入gcc指令

　　gcc -Wall -o blink blink.c -lwiringPi

　　接著輸入以下命令執(zhí)行程序

　　sudo 。/blink

　　程序順利運(yùn)行，最后使用ctrl+c可以結(jié)束程序。

　　【簡(jiǎn)單說(shuō)明】

　　【1】不確定的最后狀態(tài)，由于程序停止的時(shí)間未知，所有LED可能為點(diǎn)亮狀態(tài)也可能會(huì)熄滅狀態(tài)。

　　【2】和python的程序相比，GPIO的端口號(hào)似乎發(fā)生了變化，但是實(shí)際上為同一個(gè)IO，只是IO的編號(hào)方式略有不同。

　　【3】-lwiringPi表示動(dòng)態(tài)加載wiringPi共享庫(kù)，如果不熟悉gcc指令和makefile，請(qǐng)參考系列博文——【Linux學(xué)習(xí)筆記——例說(shuō)makefile 索引博文】

　　5 BCM2835 C Library

　　【安裝過(guò)程】

　　特別說(shuō)明，由于BCM2835 C Library仍處于不斷完善的過(guò)程中，請(qǐng)參考前言中的鏈接下載最新的安裝代碼。

　　# 下載

　　$ wget http://www.airspayce.com/mikem/bcm2835/bcm2835-1.35.tar.gz

　　# 解壓縮

　　$ tar xv*** bcm2835-1.35.tar.gz

　　# 進(jìn)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(kù)

　　sudo make install

　　【示例代碼】

　　新建一個(gè)名為blink.c的程序，程序的具體內(nèi)容如下：

　　［cpp］ view plain copy#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;

　　}

　　如果在windows上編寫代碼，請(qǐng)使用FTP軟件下載到樹(shù)莓派中，使用SSH客戶端登陸樹(shù)莓派，cd命令進(jìn)入文件所在目錄，然后輸入gcc指令

　　gcc -o blink blink.c -lbcm2835

　　接著執(zhí)行該程序，輸入以下指令

　　sudo 。/blink

　　程序順利運(yùn)行，最后使用ctrl+c可以結(jié)束程序。

　　【1】和wiringPi的情況相似，若關(guān)閉程序LED燈可能點(diǎn)亮也可能熄滅。

　　【2】雖然GPIO端口再次發(fā)生了變化，但還是指向那個(gè)LED燈。

　　【3】-lbcm2835表示動(dòng)態(tài)加載bcm2835共享庫(kù)，如果不熟悉gcc指令和makefile，請(qǐng)看看我的其他博文吧。

　　6 未來(lái)做些什么

　　實(shí)踐GPIO輸入功能，實(shí)踐SPI功能，實(shí)踐I2C功能等。最后綜合以上若干內(nèi)容結(jié)合web做些好玩的應(yīng)用。