树莓派4B学习笔记（5）—— 来个GPIO操作吧

AGOLK

已于 2022-03-11 14:08:43 修改

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分类专栏：树莓派专栏文章标签：学习单片机 stm32

于 2021-03-11 15:29:29 首次发布

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一. GPIO库介绍

对于树莓派，现在有wiringPi，BCM2835，python三种库可以使用。

python

开发语言：python
简单介绍：树莓派官方资料中推荐且容易上手，毫无疑问的说python非常适合树莓派，树莓派也非常适合python。

wiringPI

开发语言：C、C++
简单介绍：功能很强大，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，且作者也给出了很多示例代码，这也使得它广受欢迎。
有关wiringPi的函数介绍，请查看我的另一篇博客《树莓派wiringPi库函数》

BCM2835

开发语言：C、C++
简单介绍：BCM2835库是树莓派CPU芯片的库函数，相当于STM32的固件库一样，底层是直接操作寄存器。

二. 引脚编号方式

在这里插入图片描述

GPIO的编号有三种不同的方式：

【1】插座引脚编号方式
编号侧重P1插座侧，从上到下，从左到右。正如上图的Header一栏。

【2】BCM2835编号方式
编号侧重CPU寄存器，根据BCM2835的GPIO寄存器编号。正如上图BCM GPIO一栏。

【3】wiringPi编号方式
编号侧重实现逻辑，把扩展GPIO端口从0开始编号，这种编号方便编程。正如上图WiringPi一栏。

三. 来个GPIO操作吧

下面我们尝试通过编程使GPIO0（11号引脚）输出一个指定电平吧。

1. python库

先执行以下指令，安装一下库：

pip install RPi.GPIO
pip install spidev

安装完后，新建test.py文件，输入以下代码：

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)  # BOARD编号方式，基于插座引脚编号
GPIO.setup(11, GPIO.OUT)  # 输出模式

# GPIO.setmode(GPIO.BCM)  # 若使用BCM编号方式，上两行代码应这样写
# GPIO.setup(17, GPIO.OUT)  # 对应为17号脚
 
while True:
    GPIO.output(11, GPIO.HIGH)
    time.sleep(1)
    GPIO.output(11, GPIO.LOW)
    time.sleep(1)

然后终端输入python test.py运行文件。
通过万用表测量电平，可以看到11号脚每一秒置换一次电平。

2. wiringPI库

wiringPI库的常用函数介绍请看这里。

Raspbian 安装：
依次输入以下指令：

sudo apt-get install wiringpi
mkdir WiringPI            #创建WiringPI文件夹
cd WiringPI #
wget https://project-downloads.drogon.net/wiringpi-latest.deb
sudo dpkg -i wiringpi-latest.deb

如下图所示：
在这里插入图片描述
Ubuntu 安装：

git clone https://github.com/WiringPi/WiringPi.git
cd WiringPi
sudo ./build

然后，执行gpio -v ，如果能看到GPIO版本信息，则安装成功。
在这里插入图片描述
然后执行gpio readall，可以查询到管脚信息。

（1）可视化编程方法

这种方法较为直接，在桌面新建c_test.c文件，双击打开，输入下面代码后保存。

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

int main(void)
{
	int LED = 0;
	wiringPiSetup();
	pinMode(LED, OUTPUT);  // 在wiringPi编号格式中，GPIO0编号为0
	printf("LED is blinking...\r\n");
	while(1)
	{
		printf("LED:%d is on \r\n", LED);
		digitalWrite(LED, HIGH);delay(1000);
		printf("LED:%d is off \r\n", LED);
		digitalWrite(LED, LOW);delay(1000);
	}
	return 0;
}

回到终端，依次输入：

cd Desktop/
gcc -o c_test c_test.c -lwiringPi   # 编译并生成可执行文件
./c_test    # 运行可执行文件

通过万用表测量电平，可以看到11号脚每秒置换一次电平。

-lwiringPi参数表示动态加载wiringPi共享库，丢失这个参数的话会报错。
终端中Ctrl + Z可以停止运行。

（2）命令行方法：

在终端依次输入：

touch c_test1.c
sudo nano c_test1.c

复制上面的C代码进去后保存。

格式会有点乱，但是不影响效果

然后继续输入：

gcc -o c_test c_test.c -lwiringPi
./c_test

通过万用表测量电平，可以看到11号脚每秒置换一次电平。