在树莓派3B上使用RPi.GPIO

一直都据说树莓派功能很强大，这几天就买了个pi3试玩一下。拿到手装好系统，就开始测试GPIO口，点亮一个LED。直接用python去操做GPIO好像不行，还好网上有不少python封装包能够用。RPi.GPIO使用比较简单，官方主页也给比较详细的介绍也附带了例子。

RPi.GPIO主页：https://sourceforge.net/p/raspberry-gpio-python/wiki/Home/

官网介绍的是英文了，我本身写了个中文的使用手册：

https://git.oschina.net/null_693_8693/RPi.GPIO-use-introduction/attach_files

RPi.GPIO是python调用包，提供了一些方法来操做树莓派上GPIO引脚。使用python程序能够很方便的调用这些方法。目前RPi.GPIO提供了GPIO输入、输出和软件模拟PWM方法，惋惜的是暂不提供SPI、I2C、UART和硬件PWM方法。

使用不难，接下来我就来介绍下使用它的一些感觉吧。

 

首先，既然是控制GPIO口，那就得看看它操做的速度了，虽然python是出了名的慢。

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(35, GPIO.OUT)

start_time = time.time()
for i in range(0, 1000000):
    GPIO.output(35, 1)
    pass
end_time = time.time()

print(end_time - start_time)
GPIO.cleanup()

上面代码我运行了五次，平均下来每次时间为2.4396s。而后去除GPIO.output(35, 1)，运行五次，每次平均时间为0.5222s。有这些数据就能够计算出执行1000000次GPIO.output(35, 1)的时间为1.9174s，则每次执行GPIO.output(35, 1)时间是1.9us。个人个神啊太慢了吧，后面我又对输出0和改为输入模式，测试的时间都基本同样，一个字“慢”。如今不少8位单片机都比这速度快了。估计用这速度去软件模拟SPI、I2C传大点的数据是不行了。原本还想模拟个SPI驱动下TFT显示屏，看到这速度只能放弃了。

 

RPi.GPIO有个相似硬件中断的函数，挺好玩的。

import RPi.GPIO as GPIO
import time
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setup(35, GPIO.IN, GPIO.PUD_DOWN)

def my_callback(channel):
    print('--my_callback start--')
    for i in range(0, 10000000):
        pass
    print('--my_callback end--')
GPIO.add_event_detect(35, GPIO.RISING, my_callback, bouncetime=200)

while True:
    time.sleep(1)
GPIO.cleanup()

GPIO.add_event_detect添加事件检测，GPIO.RISING上升沿触发，my_callback回调函数，它还有个防抖延时bouncetime（单位ms），免得咱们本身去软件防抖。为何我要加for i in range(0, 10000000)呢？我是想知道当中断被触发后但尚未退出来，再次给它个上升沿，它会不会再次进入回调函数呢？答案是不会。

 

硬件中的中断有嵌套关系，须要给每一个中断设定优先级。51类的需设定一个（不设定就默认），stm32要设置两个：抢占优先级和子优先级。RPi.GPIO主页文档中没有说明这一点，我想经过一段代码测试一下。

import RPi.GPIO as GPIO
import time
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setup([35,37], GPIO.IN, GPIO.PUD_UP)

def my_callback_one(channel):
    print('--my_callback_one start--')
    for i in range(0, 100000):
        pass
    print('--my_callback_one end--')
def my_callback_two(channel):
    print('--my_callback_two start--')
    for i in range(0, 100000):
        pass
    print('--my_callback_two end--')
GPIO.add_event_detect(35, GPIO.FALLING, my_callback_one, bouncetime=200)
GPIO.add_event_detect(37, GPIO.FALLING, my_callback_two, bouncetime=200)

while True:
    time.sleep(1)
GPIO.cleanup()

我先是把35和37引脚连在一块儿，同时给降低沿，发现它们虽然都被触发了，但仍是会先执行一个，执行完后再执行下一个，而不会出现嵌套现象。而后我再尝试先给35引脚一个降低沿，当35引脚的中断被触发，开始执行回调函数时但尚未退出回调的时候我立刻给37引脚一个降低沿，此时37引脚并无立刻被触发去调用它的回调函数而是等35引脚的回调函数执行完才被触发。把35引脚和37引脚顺序调过来状况也同样。按理说树莓派用3的BCM2837处理器的GPIO口中断应该有嵌套、优先级的，估计已经被RPi.GPIO默认设置好了。可能被测试的引脚恰好被RPi.GPIO设置成优先级一个高一个低，不能被抢占。

 

综合上诉测试，RPi.GPIO能够被利用到一些时序要求不高、小量数据传输、简单IO操做的项目上。

RPi.GPIO还有其余的一些用法，若是感兴趣能够下载我写的 《RPi.GPIO使用手册》或者到 RPi.GPIO主页 查看。