В этом учебном руководстве демонстрируется управление контактами GPIO на простом примере, аналогичном написанию простейшей программы «Hello World»: путем настройки платы UP так, чтобы можно было мигать внешним светодиодом.
Плата UP в составе Robotics Development Kit
Комплект Intel RealSense Robotics Development Kit (RDK) состоит из камеры глубины Intel RealSense R200 и платы Aaeon* UP. Плата UP в этой системе является вычислительным ядром. Для подключения внешних устройств эта плата оборудована 40-контактной клеммой ввода-вывода, показанной на рисунке выше. На плате UP размещено в общей сложности 28 независимых контактов GPIO, выведенных на клемму ввода-вывода. Для платы UP разработаны драйверы платформы ядра Ubuntu 14.04, обеспечивающие нумерацию контактов GPIO в Linux в диапазоне от 0 до 27 с эмуляцией возможностей платы Raspberry Pi.
Доступ к аппаратным GPIO в этом учебном руководстве будет осуществляться на низком уровне с помощью Linux sysfs. При помощи Sysfs пользователи Linux (или код в пользовательском пространстве) могут взаимодействовать с устройствами на уровне системы (ядра).
Для этого учебного руководства не нужны никакие особые библиотеки, поскольку используется интерфейс sysfs.
Важно! Обратите внимание, что номера Linux GPIO на рис. 1 отличаются и от номеров физических контактов, и от разводки на плате UP. Номера Linux GPIO назначаются в соответствии со схемой нумерации GPIO Raspberry Pi BCM.
Для сравнения с разводкой на плате Raspberry Pi посетите сайт.
Как зажечь светодиод с помощью платы UP
Достаточно настроить плату UP в составе RDK согласно руководству по быстрому запуску From Zero to Hero: Getting up and running with the Intel RealSense Robotic Development Kit, и все готово для работы над первым настоящим проектом. Мы будем управлять включением светодиода с помощью языка программирования C и контактов GPIO на плате UP.
Что вы узнаете
Вы соберете простейшую электрическую схему и подключите ее к контактам GPIO платы UP.
Что понадобится
- 1 небольшой светодиод любого цвета.
- 1 резистор на 50 Ом.
- Одножильный провод небольшого сечения.
- Макетные зажимы или зажимы типа «крокодил» (или и те, и другие) для фиксации контактов.
Да будет свет!
Перед написанием кода следует ознакомиться с нумерацией контактов на плате UP и собрать простую электрическую цепь. Для начала мы просто включим светодиод, используя контакт 3,3 В и контакт заземления на плате UP. Схема нашей электрической цепи такова:
Перед началом работы отключите плату UP. Если работать с ней во включенном состоянии, существует риск короткого замыкания, а этого следует избегать, особенно если учесть, что это наш первый проект.
- Исходя из наличных деталей, соберите электрическую цепь либо на монтажной плате, либо с помощью зажимов-«крокодилов».
- Контакт 1 (+3,3 В) должен быть подключен к длинной ножке светодиода (анод). Этот контакт подает напряжение 3,3 В. В отличие от контактов GPIO на плате UP этот контакт не является программируемым: невозможно им управлять с помощью программного обеспечения.
- Подключите короткую ножку светодиода к резистору. Затем подключите второй контакт резистора к контакту 6 (заземление) на плате UP.
Еще раз проверьте, как все подключено. Когда все будет готово, электрическая цепь должна выглядеть так:
Включите плату UP. Светодиод должен сразу же загореться.
Управление светодиодом с помощью программного кода
Итак, простейшая электрическая цепь проверена, теперь пора переключить положительный провод с постоянно включенного контакта 3,3 В на один из программируемых контактов GPIO. Вот как будет выглядеть схема:
- Снова выключите плату UP перед тем, как менять что-либо в подключениях.
- Перенесите положительный провод с контакта 1 на контакт 7.
Когда все будет готово, электрическая цепь должна выглядеть так:
Исходный код для управления миганием
Приведенный ниже пример исходного кода заставит светодиод мигать.
#include <sys/stat.h> #include <sys/types.h> #include <fcntl.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #define IN 0 #define OUT 1 #define LOW 0 #define HIGH 1 #define PIN 24 /* physical pin 18 */ #define POUT 4 /* physical pin 7 */ static int GPIOExport(int pin); static int GPIOUnexport(int pin); static int GPIODirection(int pin, int dir); static int GPIORead(int pin); static int GPIOWrite(int pin, int value); int main(int argc, char *argv[]) { int repeat = 9; /* * Enable GPIO pins */ if (-1 == GPIOExport(POUT) || -1 == GPIOExport(PIN)) return(1); /* * Set GPIO directions */ if (-1 == GPIODirection(POUT, OUT) || -1 == GPIODirection(PIN, IN)) return(2); do { /* * Write GPIO value */ if (-1 == GPIOWrite(POUT, repeat % 2)) return(3); /* * Read GPIO value */ printf("I'm reading %d in GPIO %d\n", GPIORead(PIN), PIN); usleep(500 * 1000); } while (repeat--); /* * Disable GPIO pins */ if (-1 == GPIOUnexport(POUT) || -1 == GPIOUnexport(PIN)) return(4); return(0); } Int GPIOExport(int pin) { #define BUFFER_MAX 3 char buffer[BUFFER_MAX]; ssize_t bytes_written; int fd; fd = open("/sys/class/gpio/export", O_WRONLY); if (-1 == fd) { fprintf(stderr, "Failed to open export for writing!\n"); return(-1); } bytes_written = snprintf(buffer, BUFFER_MAX, "%d", pin); write(fd, buffer, bytes_written); close(fd); return(0); } Int GPIOUnexport(int pin) { char buffer[BUFFER_MAX]; ssize_t bytes_written; int fd; fd = open("/sys/class/gpio/unexport", O_WRONLY); if (-1 == fd) { fprintf(stderr, "Failed to open unexport for writing!\n"); return(-1); } bytes_written = snprintf(buffer, BUFFER_MAX, "%d", pin); write(fd, buffer, bytes_written); close(fd); return(0); } Int GPIODirection(int pin, int dir) { static const char s_directions_str[] = "in\0out"; #define DIRECTION_MAX 35 char path[DIRECTION_MAX]; int fd; snprintf(path, DIRECTION_MAX, "/sys/class/gpio/gpio%d/direction", pin); fd = open(path, O_WRONLY); if (-1 == fd) { fprintf(stderr, "Failed to open gpio direction for writing!\n"); return(-1); } if (-1 == write(fd, &s_directions_str[IN == dir ? 0 : 3], IN == dir ? 2 : 3)) { fprintf(stderr, "Failed to set direction!\n"); return(-1); } close(fd); return(0); } Int GPIORead(int pin) { #define VALUE_MAX 30 char path[VALUE_MAX]; char value_str[3]; int fd; snprintf(path, VALUE_MAX, "/sys/class/gpio/gpio%d/value", pin); fd = open(path, O_RDONLY); if (-1 == fd) { fprintf(stderr, "Failed to open gpio value for reading!\n"); return(-1); } if (-1 == read(fd, value_str, 3)) { fprintf(stderr, "Failed to read value!\n"); return(-1); } close(fd); return(atoi(value_str)); } Int GPIOWrite(int pin, int value) { static const char s_values_str[] = "01"; char path[VALUE_MAX]; int fd; snprintf(path, VALUE_MAX, "/sys/class/gpio/gpio%d/value", pin); fd = open(path, O_WRONLY); if (-1 == fd) { fprintf(stderr, "Failed to open gpio value for writing!\n"); return(-1); } if (1 != write(fd, &s_values_str[LOW == value ? 0 : 1], 1)) { fprintf(stderr, "Failed to write value!\n"); return(-1); } close(fd); return(0); }
Если файл с исходным кодом называется blink.c, можно скомпилировать код с помощью следующей команды:
gcc –Wall –o blink blink.c
Заключение
В этом учебном руководстве по работе с платой UP создается простейшая электрическая схема; плата UP и программа на языке C, использующая механизм Linux sysfs, управляют работой светодиода, который должен мигнуть 10 раз.
В следующем учебном руководстве в этой серии мы будем регулировать яркость светодиода с помощью данных глубины, поступающих от камеры R200 и межплатформенного API Intel RealSense, для чего нам придется несколько переработать и электрическую съему, и программу на C.
ссылка на оригинал статьи https://habrahabr.ru/post/313942/
Добавить комментарий