OrangePi Zero2 全志H616 开发初探

原创

已于 2024-08-01 22:25:44 修改 · 1.8k 阅读

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#OrangePi Zero2 #香橙派 #全志H616 #嵌入式Linux #嵌入式 #arm #linux

于 2024-07-25 23:18:14 首次发布

一、刷机和系统启动

1、TF 卡格式化：

可以使用SD Card Formatter软件格式化TF卡

2、镜像烧录：

使用win32diskimager软件将准备好的镜像烧录到TF卡中

镜像下载网址🔗点击这里点击Orange Pi Zero2官方镜像的ubuntu镜像，跳转至百度网盘，下载3.0.6版本：
在这里插入图片描述
此镜像可能默认关闭uart5，需要使用uart5时配置一下串口uart5，打开配置文件：

sudo vi /boot/orangepiEnv.txt

加入以下字段，开启uart5和i2c3：

overlays=uart5 i2c3

如图所示：

在这里插入图片描述

3、登录系统：

利用MobaXterm进行串口登录或SSH方式登录，初次登录应用串口登录或利用USB转HTML接入屏幕后登录，默认用户如下：

用户名：orangepi，密码：orangepi

用户名：root，密码：orangepi

修改orangepi用户密码：sudo passwd orangepi

① 串口登录：

使用TTL 转 USB模块连接开发板串口（电脑需要安装ch340驱动），如图所示，然后接入电脑，使用MobaXterm软件进行串口登录，波特率默认为115200，MobaXterm连接上串口后，插入开发板电源线，查看串口打印数据，检验刷机是否成功

在这里插入图片描述
② 重启及关机：

重启：sudo reboot

关机：sudo poweroff

③ 网络配置：

扫描周围的WIFI热点：nmcli dev wifi

接入网络：nmcli dev wifi connect user password xxxxxxxx // 比如接入用户名为user的wifi，密码为xxxxxxxx

查看IP地址：ip addr show wlan0 或 ifconfig

④ SSH 登录开发板：

镜像自带SSH服务器，只要通过MobaXterm登陆即可

二、基于官方外设开发

1、wiringPi 外设 SDK 安装：

git clone https://github.com/orangepi-xunlong/wiringOP -b master // 下载源码

cd wiringOP // 进入文件夹

sudo ./build clean // 清除编译信息

sudo ./build // 编译

或者通过 windows 浏览器打开 https://github.com/orangepi-xunlong/wiringOP，下载压缩包，通过 MobaXterm 把压缩包传到开发板：

解压：unzip xxx.zip
cd xxx
sudo ./build

验证是否安装成功：gpio readall，如下图所示

在这里插入图片描述

上述1~26物理端口，以如图所示方向的引脚对应：

在这里插入图片描述

2、C 文件编译：

使用wiringPi库，编译的时候需要链接：gcc xxx.c -o -lwiringPi -lwiringPiDev -lpthread -lm -lcrypt -lrt

可以制作简单的shell脚本便于编译：
vi bulid.sh // 编写 shell 文件

加入以下代码：
gcc $1 -lwiringPi -lwiringPiDev -lpthread -lm -lcrypt -lrt // $1 为参数

保存文件后，为 shell 文件添加可执行权限：
chmod +x build.sh

运行时 wiringPi 需要访问底层驱动程序，使用超级用户权限运行：sudo ./a.out

3、基于官方外设的应用开发：

① GPIO 输入输出：

#include <stdio.h>
#include <wiringPi.h>
#include <unistd.h>

#define GPIO1 0
#define GPIO2 2

int main (void)
{
   
   
    wiringPiSetup();    // 初始化 wiringPi 库

    pinMode (GPIO1, OUTPUT);    	// 设置 IO 口为输出模式
    pinMode (GPIO2, INPUT);    		// 设置 IO 口为输入模式

    while(1){
   
   
        sleep(1);							// 延时 1 秒;
        									// usleep();	延时微秒
	    digitalWrite (GPIO1, HIGH);			// IO 口输出高电平
        sleep(1);
        digitalWrite (GPIO1, LOW);			// IO 口输出低电平

		if(digitalRead(GPIO2)){
   
   				// 检测 IO 口电平
			printf("high level\n");
		}else{
   
   
			printf("low level\n");
		}
		
    }

    return 0;
}

② 超声波测距：

时间函数：

#include <sys/time.h>
int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);

struct timeval{
   
   
		time_t      tv_sec;     /* seconds（秒）*/
		suseconds_t tv_usec;    /* microseconds（微秒）*/
};

struct timezone{
   
   
		int tz_minuteswest;     /* minutes west of Greenwich (格林威治时间往西方的时差) */
		int tz_dsttime;         /* type of DST correction (DST 时间的修正方式) */
};

获取自1970-01-01 00:00:00到调用gettimeofday()函数所经历的秒数，存放在tv中，精确到微秒，在超声波测距应用中，我们只关心时间差值

获取时区信息，存放到tz中，不关心时置NULL

例程：

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <wiringPi.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

#define Trig 5
#define Echo 7

double getDistance()
{
   
   
    double dis;
    struct timeval start;
    struct timeval end;

    pinMode(Trig, OUTPUT);
    pinMode(Echo, INPUT);
    digitalWrite(Trig ,LOW);
    usleep(5);

    digitalWrite(Trig ,HIGH);       /* 向 Trig 口发送 10 微秒 TTL 脉冲 */
    usleep(10);
    digitalWrite(Trig ,LOW);

    while(!digitalRead(Echo));      // 等待 Echo 口高电平
    gettimeofday(&start,NULL);      // 获取时间
    while(digitalRead(Echo));       // 等待 Echo 口低电平
    gettimeofday(&end,NULL);        // 获取时间

    long diffTime = 1000000*(end.tv_sec-start.tv_sec)+(end.tv_usec - start.tv_usec);    // 计算时间差值，单位：微秒
    dis = (double)diffTime/1000000 * 34000 / 2;         // 计算距离，音速为 340 m/s
    /*
        diffTime/1000000 转化为秒
        340(m/s) * 100 转化为厘米每秒(cm/s)
        往返为两段路程，需要 /2
    */
    return dis;
}

int main()
{
   
   
    double dis;

    if(wiringPiSetup() == -1){
   
   
        fprintf(stderr,"%s","initWringPi error");
        exit(-1);
    }

    while(1){
   
   
        dis = getDistance();
        printf("dis = %lf\n",dis);
        usleep(500000);
    }

    return 0;
}

③ Linux 定时器：

实现定时器，通过itimerval结构体配置以及函数setitimer()产生的信号，系统随之使用signal信号处理函数来处理产生的定时信号，从而实现定时器

struct itimerval
{
   
   
	/* Value to put into `it_value' when the timer expires. */
	struct timeval it_interval;
	/* Time to the next timer expiration. */
	struct timeval it_value;
};

struct timeval
{
   
   
	__time_t tv_sec; /* Seconds. */
	__suseconds_t tv_usec; /* Microseconds. */
};

`it_interval`：	计时器的初始值，一般基于这个初始值加或减，基于控制函数的参数配置
`it_value`：	当程序运行到此，间隔多久启动定时器
`tv_sec`：	秒
`tv_usec`	微秒`(μs)(10`^-6`s)`

int setitimer (__itimer_which_t __which,
				const struct itimerval *__restrict __new,
				struct itimerval *__restrict __old);

返回值：	成功返回 0，失败返回 -1
`__which`参数：	`ITIMER_REAL` // 数值为 0，计时器的值实时递减，发送的信号是 SIGALRM `ITIMER_VIRTUAL` // 数值为 1，进程执行时递减计时器的值，发送的信号是 SIGVTALRM `ITIMER_PROF` // 数值为 2，进程和系统执行时都递减计时器的值，发送的信号是 SIGPROF
`__new`参数：	设定定时器相关设置
`__old`参数：	保存先前`__new`的值，常设为`NULL`

函数的第一个参数，我们使用ITIMER_REAL，那么显然，我们需要捕获对应的信号进行逻辑相关处理，捕获SIGALRM信号：signal(SIGALRM, signal_handler);

该方法一个进程只能创建一个定时器

例程：

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>

static int i;
void signal_handler(int signum)		// 每隔 2000 * 500 μs，即 1s 打印 "hello\n"
{
   
   
    i++;
    if(i == 2000){
   
   
        printf("hello\n");
        i = 0;
    }
}
int main()
{
   
   
    struct itimerval itv;

    // 设定定时时间
    itv.it_interval.tv_sec = 0;
    itv.it_interval.tv_usec = 500;		// 500 微秒
    
    // 定时时间设定完成后，间隔多久启动定时器
    itv.it_value.tv_sec = 1;
    itv.it_value.tv_usec = 0;
    // 间隔 1 秒启动定时器
    
    // 设定定时方式
    if( -1 == setitimer(ITIMER_REAL, &itv, NULL)){
   
   
		perror("error");
		exit(-1);
	}
    
    //信号处理
    signal(SIGALRM, signal_handler);
    
    while(1);
    return 0;
}

④ PWM 输出：

输出高电平持续时间为1.0 ms，低电平持续时间为19 ms的PWM信号，即占空比为5%，周期为20 ms，频率为1 / 0.02s = 50 Hz

例程：

#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <wiringPi.h>

#define PWM 0

static int i = 0;
void signal_handler(int signum)
{
   
   
    if(i <= 2){
   
   
        digitalWrite(PWM, HIGH);
    }else{
   
   
        digitalWrite(PWM, LOW);
    }
    if(i == 40){
   
   
        i = 0;
    }
    i++;
}

int main()
{
   
   
    struct itimerval itv;

    wiringPiSetup();
    pinMode(PWM, OUTPUT);

    itv.it_interval.tv_sec = 0;
    itv.it_interval.tv_usec = 500;		// 定时时间 500 微秒
    itv.it_value.tv_sec = 1;
    itv.it_value.tv_usec = 0;

    if( -1 == setitimer(ITIMER_REAL, &itv, NULL)){
   
   
        perror("error");
        exit(-1);
    }

    signal(SIGALRM, signal_handler);

    while(1);
    return 0;
}

⑤ OLED 显示屏应用——IIC协议：

由Orange Pi Zero 2的26pin原理图可知，可用的i2c为i2c3

启动linux系统，确认/dev下存在i2c-3的设备节点，可以观察到系统支持I2C-3和I2C-5的驱动，而H616的外设只有一个IIC接口，用的是IIC-3

开始测试IIC，首先安装i2c-tools：
sudo apt-get install i2c-tools

接好线后，终端输入指令sudo i2cdetect -y 3，可以看到终端打印信息，如下图，表明已经通过i2c-3驱动扫描设备成功

下面基于wiringPi库中的例程进行开发，路径：.../wiringOP-next/examples/oled_demo.c，建议阅读熟悉例程代码

#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <stdint.h>

#include "oled.h"
#include "font.h"

int oled_demo(struct display_info *disp) {
   
   
    int i;
    char buf[100]