樹莓派現(xiàn)在越來越火，網(wǎng)上樹莓派的資料也越來越多。樹莓派源自英國，國外嵌入式開源領(lǐng)域具有良好的分享精神，樹莓派各種集成庫也層出不窮。

　　樹莓派內(nèi)核中已經(jīng)編譯自帶了gpio的驅(qū)動，我們常通過一些第三方寫好的庫函數(shù)來完成具體的操作。

　　【python GPIO】

　　【開發(fā)語言】——python

　　【簡單介紹】——該庫更確切的名稱為raspberry-gpio-python，樹莓派官方資料中推薦且容易上手。python GPIO是一個小型的python庫，可以幫助用戶完成raspberry相關(guān)IO口操作。但是python GPIO庫還沒有支持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（例如webiopi），毫無疑問的說python非常適合樹莓派，樹莓派也非常適合python。

　　【wiringPi】

　　【開發(fā)語言】——C語言

　　【簡單介紹】——wiringPi適合那些具有C語言基礎(chǔ)，在接觸樹莓派之前已經(jīng)接觸過單片機(jī)或者嵌入式開發(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，毫無疑問地說wiringPi功能非常強(qiáng)大。

　　【BCM2835 C Library】

　　【開發(fā)語言】——C語言

　　【簡單介紹】BCM2835 C Library可以理解為使用C語言實(shí)現(xiàn)的相關(guān)底層驅(qū)動，它給我的感覺更像STM32的庫函數(shù)，BCM2835 C Library的驅(qū)動庫包括GPIO、SPI和UART等，可以通過學(xué)習(xí)BCM2835 C Library熟悉BCM2835相關(guān)的寄存器操作。如果有機(jī)會開發(fā)樹莓派上的linux驅(qū)動，或自主開發(fā)python或PHP擴(kuò)展驅(qū)動，可以從BCM2835 C Library找到不少的“靈感”。

　　【相關(guān)博文】

　　更多樹莓派學(xué)習(xí)筆記請參考——【樹莓派學(xué)習(xí)筆記——索引博文】

　　1.硬件準(zhǔn)備

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

　　【IO擴(kuò)展板】——可以通過淘寶購買IO擴(kuò)展板，或者購買萬用板和杜邦線自行制作IO擴(kuò)展板。

　　圖1 樹莓派擴(kuò)展板——圖片來自 天貓 大菠蘿數(shù)碼專營店

　　圖2 運(yùn)行效果圖

　　2.注意事項(xiàng)

　　【編號方式】

　　圖3 GPIO編號方式——該圖片來自wiringPi說明文檔

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

　　【1】插座編號方式

　　編號側(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編號方式

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

　　【3】wiringPi編號方式

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

　　【舉例說明】

　　插座編號方式 11 -》 BCM2835編號方式 17 -》 wiringPi編號方式 GPIO0。無論如何它都是同一個IO管腳。

　　【代碼寫在哪里】

　　【1】直接在樹莓派中編寫

　　樹莓派中有幾款代碼（文本）編輯軟件，可以在樹莓派中編寫代碼。

　　【2】在windows中編寫

　　可以在windows中編寫代碼，如果是Python腳本可通過FTP軟件傳輸?shù)綐漭芍校缓笫褂肧SH客戶端登錄到樹莓派中執(zhí)行Python腳本。如果是C語言文件，除了使用FTP傳輸之外還需要在樹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)軟件操作請參考【樹莓派學(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文件生成在樹莓派的可執(zhí)行文件，那么使用FTP傳輸可執(zhí)行文件至樹莓派即可。其實(shí)方式【1】和方式【3】是幾乎相同的。

　　【本例原理圖】

　　為了說明問題本例只有一個LED，接在了樹莓派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。特別說明，由于RPi.GPIO仍處于不斷完善的過程中，請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

　　# 啟動安裝

　　$ sudo python setup.py install

　　【示例代碼】

　　新建一個名為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編號方式，基于插座引腳編號

　　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，請使用FTP軟件下載到樹莓派中，使用SSH客戶端登陸樹莓派，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等開始閃爍了。最后使用Ctrl+C結(jié)束Python程序。

　　【簡單說明】

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

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

　　4 WiringPi實(shí)現(xiàn)

　　【安裝過程】

　　詳見【樹莓派學(xué)習(xí)筆記——wiringPi簡介、安裝和管腳說明】

　　【示例代碼】

　　新建一個名為blink.c文件，該文件具體內(nèi)容如下：

　　［cpp］ 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，請使用FTP軟件下載到樹莓派中，使用SSH客戶端登陸樹莓派，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。

　　【簡單說明】

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

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

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

　　5 BCM2835 C Library

　　【安裝過程】

　　特別說明，由于BCM2835 C Library仍處于不斷完善的過程中，請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

　　sudo make install

　　【示例代碼】

　　新建一個名為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，請使用FTP軟件下載到樹莓派中，使用SSH客戶端登陸樹莓派，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LED燈。

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

　　6 未來做些什么

　　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。