玩转Galileo系列#如何在Linux系统中直接操作GPIO

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上篇文章“把Intel Galileo 当Arduino用？太屈才了吧”简单介绍Galileo作为一个Linux与Arduino的集合拥有非常强大的功能，在这里，要向大家介绍下如何写一个python程序实现控制Arduino中才能控制的IO接口。上篇文章也说过，如果想使用python程序，必须使用SD卡中的Linux系统。

安装SD Linux系统

如图所示，先后将Arduino Software 1.5.3 （Arduino IDE）和SD-Card Linux Image下载到本机，Arduino IDE在后面查找GPIO与Arduino IO之间的映射关系时需要用到。

如图所示，将SDCard1.0.4.tar.bz2解压后出现一个“image-full-galileo”的文件夹。

在MicroSD使用前需先将其以Fat32进行格式化，然后将“image-full-galileo”文件夹下地所有文件直接拷贝到microSD卡的根目录下。

进入Galileo

将MicroSD插到Galileo中，在路由器页面的已连接设备列表中会看到设备名称为“clanton”有线连接设备，找到其IP地址，然后中Terminal（Unix和Linux，Windows可用Putty）中通过ssh进入Galileo，“ssh root@192.168.199.121”。

有意思的是，这个在MicroSD中运行的Linux系统开启了ssh服务，并且root账号没有设置密码，可以直接进入。如上图所示，弹出一对话框后输入“yes”回车即可进入Galileo，出现下图中的“root@clanton”说明这一步成功完成了。

到这里，可能会有疑问了，Galileo板载也是有一个操作系统的，microSD卡中也有一个Linux，如何保证现在进入的就是microSD卡中的系统呢？在Terminal中输入“cat /proc/version”即可查看Linux系统版本，显示为“3.8.7-yocto-standard”，这就是前面下载的为Galileo定制的Linux操作系统，Yocto。

找到那个属于你的GPIO

下面就要开始这篇文章中的核心部分，也是最难的一部。找Linux GPIO 与 Arduino IO之间的映射关系！

如右图所示，在“/sys/class/gpio/”中有多大60多个GPIO，如何找出右侧GPIO与左侧Arduino IDE中对应的IO呢。

首先将0-13IO口全部设为“INPUT”输入模式

void setup() {
    // put your setup code here, to run once:
    pinMode(0,INPUT);
    pinMode(1,INPUT);
    pinMode(2,INPUT);
    pinMode(3,INPUT);
    pinMode(4,INPUT);
    pinMode(5,INPUT);
    pinMode(6,INPUT);
    pinMode(7,INPUT);
    pinMode(8,INPUT);
    pinMode(9,INPUT);
    pinMode(10,INPUT);
    pinMode(11,INPUT);
    pinMode(12,INPUT);
    pinMode(13,INPUT);
    }

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly: 

}

因为每个GPIO都有一个“direction”属性，对应的时Arduino 中的“OUTPUT”与“INPUT”模式，这样，将所有IO依次从“INPUT”变成“OUTPUT”时，通过“grep out /sys/class/gpio/gpio*/direction”列出当前所有模式为“out”的GPIO，然后依次对比新增为OUT模式的GPIO即可与左侧的Arduino IO对应上。

如图所示，左侧"pinMode(13,OUTPUT)"将13引脚变为输出模式，右侧gpio7变成out模式，因此gpio7对应的就是Arduino IO 13（pin13）。

按照这种方法依次找出Arduino IO与GPIO之间如下的对应关系

    GPIO    Digital I/O
    gpio11  pin0
    gpio12  pin1
    gpio13  pin2
    gpio14  pin3
    gpio6   pin4
    gpio0   pin5
    gpio1   pin6
    gpio38  pin7
    gpio40  pin8
    gpio4   pin9
    gpio10  pin10
    gpio5   pin11
    gpio15  pin12
    gpio7   pin13

下面就需要来对上面找到的gpio对应关系进行验证了。“echo "out" > /sys/class/gpio/gpio*/direction”为将gpio变为输出模式，“echo "1" > /sys/class/gpio/gpio*/value”为将gpio输出高电平。然后就有了下面这段python程序，这段程序依次将pin13,pin12,pin11,pin10四个引脚的LED点亮然后关闭，但由于python程序的执行效率问题，应该所有LED同时点亮有了延时成为流水灯，如下图所示效果。这段程序在Linux系统的任意文件夹内均可。

    import os, time
    while True:
            os.system('echo "out" > /sys/class/gpio/gpio7/direction')
            os.system('echo "1" > /sys/class/gpio/gpio7/value')
            os.system('echo "out" > /sys/class/gpio/gpio15/direction')
            os.system('echo "1" > /sys/class/gpio/gpio15/value')
            os.system('echo "out" > /sys/class/gpio/gpio5/direction')
            os.system('echo "1" > /sys/class/gpio/gpio5/value')
            os.system('echo "out" > /sys/class/gpio/gpio10/direction')
            os.system('echo "1" > /sys/class/gpio/gpio10/value')
            time.sleep(0.2)                                    
            os.system('echo "0" > /sys/class/gpio/gpio5/value')
            os.system('echo "0" > /sys/class/gpio/gpio15/value')
            os.system('echo "0" > /sys/class/gpio/gpio7/value')
            os.system('echo "0" > /sys/class/gpio/gpio10/value')
            time.sleep(0.2)

到这里，对Galileo GPIO算是入门了，关于GPIO更多详细讲解放到后面的文章吧。大家对Galileo的任何问题均可回复微信公共号，我会将大家的问题集中在下篇文章中详细说明。