树莓派实验教程

Raspberry Pi板实验教程

实验一、点亮LED

在Raspberry Pi板的边上有2列排针，1列13脚一共26脚。这2列排针叫GPIO口，在Raspberry Pi板搭载的系统下，用户可以使用C语言或Python语言对这2列GPIO口进行控制，以此来控制外接的外部设备。

在这里，我们选用C语言来进行编程控制。首先，在使用C语言编程之前，要先将Raspberry Pi板连接上网，下载一个GPIO的wirngpi函数库。wirngpi 函数库是由一个外国人编写的，在使用C语言的时候可以通过对这个函数库的函数调用来对操作GPIO口。

点击LXTerminal进入root用户权限的命令行模式，依次键入以下命令：sudo apt-get update（需要一定等待时间，与网速有关）

sudo apt-get upgrade（需要一定等待时间，与网速有关）

sudo apt-get install git-core

git clone git:///wiringPi

cd wiringPi

git pull origin

cd wiringPi

./build

下载并安装好wiringPi之后，再来看看GPIO口的排列。将Raspberry Pi 板放置为两列GPIO口在右上角的方式，这两列GPIO口的引脚位如下图所示。

图1

图1右边的这张图，就是GPIO的实际引脚位。而左边的图则是wirngpi 库定义的引脚位图。编程的时候，只需要以左图为标准就可以了，不需要理会右图。现在，我们要使用GPIO口来控制LED的亮灭。LED就是发光二极管，这里需要一块外接的电路板。如下图：

图2

这块板的电路图如下：

图3

这块板是用来驱动步进电机转动的，板子上有4个发光二极管分别接在

ULN2003的四个输出上。将这板连接到Raspberry Pi板上就可以通过操作Raspberry Pi板的GPIO来控制电机板上的发光二级管。

用杜邦线将Raspberry Pi板和电机板连接起来，如果只是简单的控制上面的1个发光二极管，那么只需要连接三条线：电源线(VCC)、地线（GND）和一条IO线。以图4为例：

图4

Raspberry Pi板上有3.3V（1脚）和5V（2脚）2种电源，名称为DNC 的引脚则为地线（9,14,17,20,25图中标为26有误，图来源于网络）,名称为GPIOx的则是普通的IO口（GPIO0，GPIO1，GPIO2，GPIO3，GPIO4，GPIO5，GPIO6）。剩下的接口则为有特殊功能的一些接口（暂时先不管）。这块电机板需要5V的电源，那么就需要把Raspberry Pi板的2号脚接到电机板的VCC脚上，再在DNC中选一个脚（那个都行，此处选25脚）接到电机板的GND脚上。在GPIO0-GPIO7里挑选1个脚接到电机板的IN1-IN4脚中的任意一个脚上，此处选取GPIO0接到电机板的IN1上，连接完毕如图5所示：

图5

白色线为电源，黄色线为地线，黑色线为IO线。连接完成后，就可以开始编程控制了。

在X-Windows环境下，按照之前的介绍点击FileManager进入到路径/home/pi下，在此路径下建立一个文件夹，命名为diy（鼠标右键建立），鼠标双击进入，在里面再建立一个文件夹，命名为01_led_on文件夹，以此文件夹作为此次实验的C语言源程序的存放地方。另外说一句，在X-Windows下，文件的操作相对来说简单不少，但Linux本身是个命令行系统，X-Windows环境下有一些文件操作是进行不了的，一些文件连简单的复制粘贴都弄不了，一定要到命令行模式下进行才可以，具体这里不赘述。

01_led_on文件夹下建立一个C语言的源文件，名称为led_on.c，然后右键用leafpad打开它，leafpad是系统里自带的一个类似于记事本的简单程序，可以用来做简单的文本输入。Linux下，有nano，vim等一些c语言的文本编辑器，支持语法高亮，但此处程序不长，简单起见使用leafpad来输入源程序就可以了。在led_on.c里输入图6中的代码

图6

程序不长，除掉留白和注释只有16行。下面简单解释一下这几句程序。

6-9行是4个头文件的包含7,8,9是三个linux系统下的头文件，stdio.h是标准输入输出接口头文件，这个头文件在windows下用VC编程也有；unistd.h 是统定义符号常量的头文件，里面包含了一些系统服务类的函数原型，这个头文件有点类似于windows系统下的windows.h文件；stdlib.h是C语言的标准函数库文件，这个windows系统下也有。基本上在linux下编程，这三个头文件都会包含进去。再来看第6行里的wiringPi.h，这个头文件是一开始下载的wiringPi 库提供的。之前说过，wiringPi库里面提供一些函数，给编程用户操作GPIO口。

11行是个宏，13行是个延时函数的声明，这个延时函数在这没使用，等下有用，25-27行是这个延时函数的原型，原型里调用了usleep( x)函数，这个函数就在unistd.h头文件里，作用是将进程挂起x微秒。

主函数从14-21行，16-17两行调用wiringPi.h里一个函数wiringPiSetup( )，用来检测wiringPi库是否正常，不正常会返回-1，检测到不正常程序直接退出主函数并返回1。假如认定wiringPi库一定正常，这2句代码不写也没问题。

18行的也是调用wiringPi.h里的函数pinMode(x,y)，这个函数是用来设置GPIO口的模式的，参数有2个，第一个参数x指定是哪个GPIO口，y表示哪个模式。在此处将括号的宏展开，可以得知第一个参数为0，第二个参数为OUTPUT，意思就是把GPIO0设置为输出模式，第一个参数之所以为0，道