在鲁班猫板卡上开发纯软件类型的Python应用程序与PC上并无区别, 使用Python控制板卡上的GPIO、PWM、ADC、I2C及SPI等外围接口时,主要使用到了如下的Python包:

  • python3-libgpiod:标准GPIO libgpiod库的python版本,只支持控制IO输入输出。
  • python-periphery:支持GPIO、PWM、I2C、SPI、UART等多种接口的基础控制。

    libgpiod基本概念

    GPIO主要用来对外输出高低电平,控制GPIO时,基本都会涉及到 libgpiod 的控制, 我们主要需要知道板卡引脚的命名方式即可。
    CPU的GPIO引脚使用 (chip, line) 的方式命名,使用以下命令可以查看: ```bash

    在板卡上执行以下命令

    sudo gpioinfo

若提示找不到命令,使用如下方式安装

sudo apt -y install gpiod libgpiod-dev

以下为gpioinfo的输出

gpiochip0 - 32 lines: line 0: unnamed unused input active-high line 1: unnamed unused input active-high line 2: unnamed unused input active-high line 3: unnamed unused input active-high line 4: unnamed unused input active-high line 5: unnamed “headset_gpio” input active-high [used]

  1. line 31: unnamed unused input active-high

gpiochip1 - 32 lines: line 0: unnamed unused input active-high line 1: unnamed unused input active-high

  1. line 31: unnamed unused input active-high
  1. 而板卡引出的排针接口与GPIO (chip, line)的对应方式可查看板卡具体的说明。
  2. <a name="RAjal"></a>
  3. # 方式一:使用python3-libgpiod
  4. <a name="sPwGq"></a>
  5. ## 安装 python3-libgpiod
  6. 利用 [python3-libgpiod](https://git.kernel.org/pub/scm/libs/libgpiod/libgpiod.git/about/) 软件包,可以轻松使用Python控制GPIO引脚。 目前 [python3-libgpiod](https://git.kernel.org/pub/scm/libs/libgpiod/libgpiod.git/about/) 没有官方文档说明,可使用import该软件包后使用help查看帮助, 它的安装及查看帮助方式如下:
  7. ```bash
  8. # 在板卡使用如下命令安装
  9. sudo apt -y install python3-libgpiod
  10. # 进入python交换模式,测试及查看帮助
  11. python3
  12. import gpiod
  13. help(gpiod)
  14. # 以下为输出的帮助说明
  15. NAME
  16. gpiod - Python bindings for libgpiod.
  17. DESCRIPTION
  18. This module wraps the native C API of libgpiod in a set of python classes.
  19. # ...

libgpiod输出

使用这个 python3-libgpiod 包控制GPIO点灯(输出)的示例代码如下:

  1. import time
  2. import gpiod
  3. # 根据具体板卡的LED灯连接修改使用的Chip和Line,没有LED可以自行外接
  4. LINE_OFFSET = 4
  5. chip0 = gpiod.Chip("1", gpiod.Chip.OPEN_BY_NUMBER)
  6. gpio0_b0 = chip0.get_line(LINE_OFFSET)
  7. gpio0_b0.request(consumer="gpio", type=gpiod.LINE_REQ_DIR_OUT, default_vals=[0])
  8. print(gpio0_b0.consumer())
  9. try:
  10. while True:
  11. gpio0_b0.set_value(1)
  12. time.sleep(0.5)
  13. gpio0_b0.set_value(0)
  14. time.sleep(0.5)
  15. finally:
  16. gpio0_b0.set_value(1)
  17. gpio0_b0.release()

代码说明:

  • 第7行,创建了一个chip ID为0的gpiod.Chip对象chip0
  • 第9行,设置使用chip0对象的line4作为引脚
  • 第10行,申请gpio,设置为输出,默认输出低电平

后面的代码直接使用gpio0_b0对象控制选定的GPIO输出高低电平,从而达到控制LED灯的亮灭。
使用如下命令执行:

  1. sudo python3 Test.py

权限被拒绝可以修改权限

  1. sudo chmod 777 /dev/gpiochip1

libgpiod输入输出

类似地,使用这个 python3-libgpiod 包检测GPIO输入(按键)的示例代码如下:

  1. import gpiod
  2. # 根据具体板卡的LED灯和按键连接修改使用的Chip和Line
  3. # 这里以LubanCat 2为例,使用GPIO0_B0接LED,GPIO0_C2接按键
  4. LED_LINE_OFFSET = 4
  5. BUTTON_LINE_OFFSET = 1
  6. chip0_led = gpiod.Chip("1", gpiod.Chip.OPEN_BY_NUMBER)
  7. chip0_button = gpiod.Chip("1", gpiod.Chip.OPEN_BY_NUMBER)
  8. led = chip0_led.get_line(LED_LINE_OFFSET)
  9. led.request(consumer="LED", type=gpiod.LINE_REQ_DIR_OUT, default_vals=[0])
  10. button = chip0_button.get_line(BUTTON_LINE_OFFSET)
  11. button.request(consumer="BUTTON", type=gpiod.LINE_REQ_DIR_IN)
  12. print(led.consumer())
  13. print(button.consumer())
  14. try:
  15. while True:
  16. led.set_value(button.get_value())
  17. finally:
  18. led.set_value(1)
  19. led.release()
  20. button.release()

代码说明:

  • 第13行,设置LED的GPIO控制方向为输出
  • 第16行,设置按键的GPIO控制方向为输入
  • 第23行,读取按键引脚的输入值来控制LED

    方式二:使用python-periphery

    安装python-periphery

    python-peripherypython3-libgpiod 的功能类似,但periphery除了支持GPIO输入输出控制外, 还支持I2C、SPI等总线协议。
    python-periphery 的安装方式如下:
    1. # 在板卡使用如下命令安装
    2. sudo pip3 install python-periphery

    periphery输入输出

    ```python from periphery import GPIO

根据具体板卡的LED灯和按键连接修改使用的Chip和Line

这里以LubanCat 2为例,使用GPIO0_B0接LED,GPIO0_C2接按键

LED_CHIP = “/dev/gpiochip1” LED_LINE_OFFSET = 4

BUTTON_CHIP = “/dev/gpiochip1” BUTTON_LINE_OFFSET = 1

led = GPIO(LED_CHIP, LED_LINE_OFFSET, “out”) button = GPIO(BUTTON_CHIP, BUTTON_LINE_OFFSET, “in”)

try: while True: led.write(button.read()) finally: led.write(True) led.close() button.close() ``` 代码说明:

  • 第5~9行,定义了LED、按键的chip和line编号
  • 第11~12行,分别创建了led和button的GPIO输出、输入对象
  • 第16行,读取按键引脚的输入值来控制LED