jetson nano GPIO控制说明

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了jetson nano GPIO控制说明。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一.GPIO介绍

GPIO(General Purpose Input Output)通用输入输出。有时候我们会简称为“IO口”。GPIO口在智能硬件开发中是一个比较重要的概念,用户可以通过GPIO口和硬件进行数据交互(如UART),控制硬件工作(如LED、蜂鸣器等),读取硬件的工作状态信号(如中断信号)等。Jetson TX1、TX2、AGX Xavier和Nano开发板包含一个40针GPIO接头,类似于树莓派中的40针接头。可以使用Jetson GPIO library包中提供的Python库或者C++库控制这些GPIO的数字输入和输出。该库与Raspberry Pi的RPi.GPIO库具有相同的API,以便提供将在Raspberrry Pi上运行的应用程序移动到Jetson板的简单方法。
GPIO四种模式:

  • BOARD
  • BCM
  • CVM
  • TEGRA_SOC

提示:四种模式可以分为两组:BOARD和BCM一组,CVM和TEFRA_SOC一组。其中,前两种源于RPi.GPIO library,因此Jetson Nano的引脚对照和树莓派一致,大家再开发学习时,可以参照树莓派.
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二.安装GPIO库

python库

  1. jetson nano原版本系统自带,但是也可以直接pip安装或者官网下载源代码安装

    # pip直接安装
    sudo pip install Jetson.GPIO
    
    # 或者下载代码进行安装
    sudo python3 setup.py install
    
    
  2. 设置用户权限,为了使用Jetson GPIO库,必须首先设置正确的用户权限/组。创建新的gpio用户组。然后将用户添加到新创建的组中。

    sudo groupadd -f -r gpio
    sudo usermod -a -G gpio your_user_name
    

    通过将99-gpio.rules文件复制到rules.d目录来安装自定义udev规则。

    • 如果是将源代码下载到Jetson.GPIO:

      sudo cp lib/python/Jetson/GPIO/99-gpio.rules /etc/udev/rules.d/
      
    • 如果是使用pip安装的Jetson.GPIO,则在虚拟环境中使用pip:

      sudo cp venv/lib/pythonNN/site-packages/Jetson/GPIO/99-gpio.rules /etc/udev/rules.d/
      
  3. 最后需要通过运行以下命令重新启动或重新加载udev规则:

    sudo udevadm control --reload-rules && sudo udevadm trigger
    

C++库

  1. 从官网克隆代码

    git clone https://github.com/pjueon/JetsonGPIO
    
  2. 创建构建目录并将目录更改为该目录。

    cd JetsonGPIO
    mkdir build && cd build
    
  3. 配置cmake

    cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr -DBUILD_EXAMPLES=ON
    # 参数选项说明
    -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr # 选择基础安装目录
    -DBUILD_EXAMPLES=ON # 选择创建samples
    
  4. 构建以及安装库

    sudo make install
    

三.几种常用的通信协议

上面介绍了什么是GPIO口以及如何安装 GPIO库,但是我们还不能立即去使用。我们还得再了解一下几个常用的通信协议,这样我们才能愉快的使用。

UART

UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter)是一种非常常见的接口或协议,几乎在每台计算机或微处理器上都可以找到它,中文我们一般称为通用异步收发传输器,也称其为RS-232标准。该协议是全双工协议,它也是一种包括特定通信的电子、机械和物理特性的全面标准。当在总线上发送数据时,数据电平需要转换成适合RS-232总线的电平,在总线上传输器发送不断变化的电压。高于3V的电压值即为逻辑0,而低于-3V的电压值即为逻辑1,-3~3V之间的电压值被称为不确定状态。
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很多传感器在其输出引脚上都能使用UART通信协议,我们就可以使用这些传感器与我们的树莓派和Nano通信。

PWM

PWM(Pulse Width Modulation)脉冲宽度调制(简称脉宽调制,通俗的讲就是调节脉冲的宽度),是电子电力应用中非常重要的一种控制技术 。简单的说,PWM就是在一个周期内,控制高电平多长时间,低电平多长时间PWM有非常广泛的应用,比如直流电机的无极调速,开关电源、逆变器等。
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I2C

I2 C(Inter-Integrated Circuit)是一种用两条连线工作的半双工协议,只要发送端在发送数据,接收端就只能监听而不能发送数据,相反也是如此。市面上有一些带有I2C接口的16×2字符点阵LCD显示器模块,我们可以写一下程序在这块屏幕上显示。
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I2S

I2S(Inter-IC Sound, Integrated Interchip Sound)是飞利浦在1986年定义(1996年修订)的数字音频传输标准,用于数字音频数据在系统内部器件之间传输,例如编解码器CODEC、DSP、数字输入/输出接口、ADC、DAC和数字滤波器等。
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SPI

SPI(Serial Peripheral Interface)串行外围设备接口是一种全双工短距单主设备通信协议,与UART不同,它是一种同步通信协议。SPI简单的连接方式之一是单主从连接,如图所示。一般来说,总共有4条数据线,分别是时钟(SCLK)、主入从出 (Master In Slave Out,MISO)、主出从入 (Master Out Slave In,MOSI)以及片选(CS)。
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注意:NVIDIA Jetson Nano的GPIO口输入的电压为3.3v,大家确保输入电压不要超过3.3V,否则你的板子可能会坏。

四.控制函数说明

python(参考)

  1. 设置GPIO的引脚定义

    GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
    # or
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    # or
    GPIO.setmode(GPIO.CVM)
    # or
    GPIO.setmode(GPIO.TEGRA_SOC)
    
  2. 消除警告

    GPIO.setwarnings(False)
    
  3. 设置一个引脚的模式

    GPIO.setup(channel, GPIO.IN) # 引脚设置为输入
    GPIO.setup(channel, GPIO.OUT) # 引脚设置为输出
    GPIO.setup(channel, GPIO.OUT, initial=GPIO.HIGH) # 带初始化的引脚定义
    
    # 同时设定多个引脚的定义
    channels = [18, 12, 13]
    GPIO.setup(channels, GPIO.OUT)
    
  4. 读取引脚的值

    GPIO.input(channel) #返回值为GPIO.LOW or GPIO.HIGH
    
  5. 设置引脚的值

    GPIO.output(channel, state) #state可以是GPIO.LOW or GPIO.HIGH
    
  6. 清除所有引脚的设置

    GPIO.cleanup() #清除所有引脚的值
    GPIO.cleanup([chan1, chan2]) #清除部分引脚的值
    
  7. 设置中断

    #第二个参数指定要检测的边缘,可以是GPIO.RISING、GPIO.FALLING或GPIO.BOTH。
    #如果您只想将等待时间限制为指定的时间,可以选择设置超时:
    GPIO.wait_for_edge(channel, GPIO.RISING)
    GPIO.wait_for_edge(channel, GPIO.RISING, timeout=500)
    
  8. 事件检测

    GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.RISING)
    run_other_code()
    if GPIO.event_detected(channel):
        do_something()
    
  9. 事件回调函数

    def callback_one(channel):
        print("First Callback")
    
    def callback_two(channel):
        print("Second Callback")
    
    GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.RISING)
    GPIO.add_event_callback(channel, callback_one)
    GPIO.add_event_callback(channel, callback_two)
    

C++

  1. cmake链接库

    find_package(JetsonGPIO)
    target_link_libraries(mytarget JetsonGPIO)
    
  2. 程序导入库

    #include <JetsonGPIO.h>
    using namespace GPIO;
    
  3. 设置GPIO的引脚定义

    GPIO::setmode(GPIO::BOARD);
    // or
    GPIO::setmode(GPIO::BCM);
    // or
    GPIO::setmode(GPIO::CVM);
    // or
    GPIO::setmode(GPIO::TEGRA_SOC);
    
  4. 消除警告

    GPIO::setwarnings(false);
    
  5. 设置一个引脚的模式

    GPIO::setup(channel, GPIO::IN);
    GPIO::setup(channel, GPIO::OUT);
    GPIO::setup(channel, GPIO::OUT, GPIO::HIGH);
    
  6. 读取引脚的值

    int value = GPIO::input(channel);
    
  7. 设置引脚的值

    GPIO::output(channel, state); //GPIO::LOW(== 0) or GPIO::HIGH(== 1)
    
  8. 清除所有引脚的设置

    GPIO::cleanup();
    
  9. 设置中断

    #第二个参数指定要检测的边缘,可以是GPIO.RISING、GPIO.FALLING或GPIO.BOTH。
    #如果您只想将等待时间限制为指定的时间,可以选择设置超时:
    GPIO::wait_for_edge(channel, GPIO::RISING);
    
  10. 事件检测

    // set rising edge detection on the channel
    GPIO::add_event_detect(channel, GPIO::RISING);
    run_other_code();
    if(GPIO::event_detected(channel))
        do_something();
    
  11. 事件回调函数

    // you can also use callbacks witout any argument
    void callback_one() 
    {
        std::cout << "First Callback" << std::endl;
    }
    
    void callback_two() 
    {
        std::cout << "Second Callback" << std::endl;
    }
    
    GPIO::add_event_detect(channel, GPIO::RISING);
    GPIO::add_event_callback(channel, callback_one);
    GPIO::add_event_callback(channel, callback_two);
    

五.例程

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jetsonnanogpio,jetson nano,python,嵌入式硬件文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-566708.html

import Jetson.GPIO as GPIO
import time
led_pin = 7
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(led_pin, GPIO.OUT)
try:

    while 1:
        print("on")
        GPIO.output(led_pin, GPIO.HIGH)
        time.sleep(2)
        print("off")
        GPIO.output(led_pin, GPIO.LOW)
        time.sleep(2)

except KeyboardInterrupt:
    GPIO.output(led_pin, GPIO.LOW)
    GPIO.cleanup()
print("done")

到了这里,关于jetson nano GPIO控制说明的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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