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树莓派GPIO引脚控制方法

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参考链接：
1、http://www.embed-net.com/thread-139-1-1.html
2、http://www.embed-net.com/thread-139-1-1.html

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：

RPI.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。RPI.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RPI.GPIO库还没有支持SPI、I2C或者1-wire等总线接口。除了RPI.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”。

GPIO 编号方式

GPIO (General Purpose Input/Output) 的意思就是通用型输入输出，有三种方法可以对 Raspberry Pi 上的 IO 引脚进行编号：

  • BOARD 编号，这是指 Raspberry Pi 针脚接头上的引脚号。
  • BCM 编号，这是指 Broadcom SOC 的通道号码，需使用通道号所对应的树莓派板上的引脚。
  • wringPi 编号，wringPi 库使用 C 语言开发，可以使用 gpio readall 查看引脚编号。

下图是 40 个引脚就是 GPIO 编号对照表：

img

raspberry gpio-40pin

图中，3v3 就是 3.3V 输出，5V 就是 5V 输出 ，GND就是地。我们没办法通过软件编程的方法对它们进行设置，这也是为什么它们没有编号的原因。

安装需要的基础库

1 安装RPI.GPIO

官方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 # 用于Python3

2 安装wiringPi

源码安装

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

使用命令安装

如果使用树莓派官方提供的系统，我测试是默认安装的，如果没有安装还可以使用

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sudo apt-get install wiringpi

具体参考：

http://wiringpi.com/download-and-install/
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

BCM wPi Name Mode V Physical Physical V Mode Name wPi BCM
3.3v 1 2 5v
2 8 SDA.1 IN 1 3 4 5v
3 9 SCL.1 IN 1 5 6 0v
4 7 GPIO. 7 IN 1 7 8 0 IN TxD 15 14
0v 9 10 1 IN RxD 16 15
17 0 GPIO. 0 OUT 1 11 12 0 IN GPIO. 1 1 18
27 2 GPIO. 2 IN 0 13 14 0v
22 3 GPIO. 3 IN 0 15 16 0 IN GPIO. 4 4 23
3.3v 17 18 0 IN GPIO. 5 5 24
10 12 MOSI IN 0 19 20 0v
9 13 MISO IN 0 21 22 0 IN GPIO. 6 6 25
11 14 SCLK IN 0 23 24 1 IN CE0 10 8
0v 25 26 1 IN CE1 11 7
0 30 SDA.0 IN 1 27 28 1 IN SCL.0 31 1
5 21 GPIO.21 IN 1 29 30 0v
6 22 GPIO.22 IN 1 31 32 0 IN GPIO.26 26 12
13 23 GPIO.23 IN 0 33 34 0v
19 24 GPIO.24 IN 0 35 36 0 IN GPIO.27 27 16
26 25 GPIO.25 IN 0 37 38 0 IN GPIO.28 28 20
0v 39 40 0 IN GPIO.29 29 21
BCM wPi Name Mode V Physical Physical V Mode Name wPi BCM

LED闪烁示例

使用 RPI.GPIO

新建一个名为gpio_led.py的文件，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)

使用

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python gpio_led.py

运行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) ;
  }
}

执行
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gcc -Wall -o gpio_led gpio_led.c   -lwiringPi
./gpio_led

可以看到灯闪烁

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;
}

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