【NanoPi NEO试用体验】-4-Matrix硬件编程篇

https://github.com/friendlyarm/matrix.git

0、前言
上一期主要做的是几种编程语言的体验。这一期就开始进行硬件编程了。

1、准备工作
（1）安装Matrix函数库，类似于树莓派的wiringPi函数库，用来对Nano Pi的硬件进行操作；
先安装git；
$ sudo apt-get install git
安装好后看一下版本：
$ git --version

然后去github上拿到官方的库：
$ git clone https://github.com/friendlyarm/matrix.git
安装，编译，需要添加权限，或者在root账号下运行：
# make && make install
进入一个demo下看结果，可以看到Matrix已经下载安装好：

（2）下载Nano Pi NEO原理图
http://wiki.friendlyARM.com/wiki/images/a/aa/NanoPi-NEO-1606-Schematic.pdf

2、在C程序中操作GPIO
先看一个GPIO的例子：
功能是每隔1秒，相应的引脚上(如GPIOG11)电平发生高低变化。Wiki手册上推荐用一个LED模块进行试验，而我手里没有该模块，恰好手里有块Arduino，于是想到用Arduino进行检测，依然可以达到很好的效果：高电平LED灯亮，低电平LED灯灭。而且更加灵活。先看一下连线图：

下面说一下怎么找到对应引脚，GPIOG11编号为7，GPIO_PIN(7);

1号引脚在开发板上的位置是这样的：

进入GPIO的工程下，查看源代码：
$ cd  code/C_demo/matrix/demo/matrix-gpio_out/
$ vim Matrix-gpio_out.c
#include
#include
#include
#include "libfahw.h"

#define STATUS_CHANGE_TIMES    (5)

int main(int argc, char ** argv)
{
int pin = GPIO_PIN(7);
int i, value, board;
int ret = -1;

if ((board = boardInit()) < 0) {
      printf("Fail to init boardn");
      return -1;
}
if (board == BOARD_NANOPI_T2)
      pin = GPIO_PIN(15);

if (argc == 2)
      pin = GPIO_PIN(atoi(argv[1]));
if ((ret = exportGPIOPin(pin)) == -1) {
      printf("exportGPIOPin(%d) failedn", pin);
}
if ((ret = setGPIODirection(pin, GPIO_OUT)) == -1) {
      printf("setGPIODirection(%d) failedn", pin);
}
for (i = 0; i < STATUS_CHANGE_TIMES; i++) {
      if (i % 2) {
         value = GPIO_HIGH;
      } else {
         value = GPIO_LOW;
      }
      if ((ret = setGPIOValue(pin, value)) > 0) {
         printf("%d: GPIO_PIN(%d) value is %dn", i+1, pin, value);
      } else {
         printf("setGPIOValue(%d) failedn", pin);
      }
      sleep(1);
}
unexportGPIOPin(pin);
return 0;
}
程序的流程比较简单，初始化开发板 -> 导出GPIO引脚 -> 设定GPIO方向（输入还是输出）-> 然后进行5次循环，间隔1秒高低电平切换。
***出Arduino的代码（其功能是检测对应引脚的电平变化，然后用LED灯进行指示）：

// set pin numbers:
const int buttonPin = 2;    // the number of the pushbutton pin
const int ledPin =  13;    // the number of the LED pin

// variables will change:
int buttonState = 0;       // variable for reading the pushbutton status

void setup() {
  // initialize the LED pin as an output:
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  // initialize the pushbutton pin as an input:
  pinMode(buttonPin, INPUT);
}

void loop() {
  // read the state of the pushbutton value:
  buttonState = digitalRead(buttonPin);

  // check if the pushbutton is pressed.
  // if it is, the buttonState is HIGH:
  if (buttonState == HIGH) {
// turn LED on:
digitalWrite(ledPin, HIGH);
  } else {
// turn LED off:
digitalWrite(ledPin, LOW);
  }
}

3 GPIO和sysfs操作接口
上一小节是利用官方提供的库文件进行操作硬件，其实也可以用另一种方式进行。
科普一下，Linux下用文件IO的方式操作GPIO（/sys/class/gpio），通过sysfs方式控制GPIO，先访问/sys/class/gpio目录，向export文件写入GPIO编号，使得该GPIO的操作接口从内核空间暴露到用户空间，GPIO的操作接口包括direction和value等，direction控制GPIO方向，而value可控制GPIO输出或获得GPIO输入。文件IO方式操作GPIO，使用到了4个函数open、close、read、write。
ARM Linux开发板GPIO输入输出接口操作，对于大部分的 ARM Linux 开发板来说，其实都已经把所有的GPIO驱动做好了，我们要做的就是去使用它。
(1)、GPIO目录
在ARM Linux中，GPIO驱动的目录是：/sys/class/gpio/，所以，要首先进入这个目录，命令：
$ cd /sys/class/gpio/

(2)、目录解析
使用ls命令查看目录详情：
$ ls
export  gpiochip0  unexport
如上列出了1个gpio目录、export、unexport文件。gpio目录对应基地址，比如芯片的IO定义为GPIO0_0~GPIO0_31、GPIO1_0~GPIO1_31等等，那么GPIO0对应的base就是gpiochip0，GPIO1对应的base就是gpiochip32，以此类推。大家有兴趣可以可以进入其中一个目录看看，
$cd gpiochip0
$ls
base    label    ngpio    power    subsystem  uevent
具体内容就不一一介绍了，如果有需要，我可以再写个介绍。

(3)、控制实例
比如要实现控制 GPIOG_11(6*32+11=203) 口，先将其引脚进行导出，在/sys/class/gpio目录下生成一个gpio203 目录：
$ echo 203 > export
$ ls
export  gpio203  gpiochip0  unexport
$ cd gpio203
$ ls
active_low  direction edge       power    subsystem uevent

(4)、控制
$ cat direction       #查看方向
in
$ echo out > direction #设置为输出
$ cat value          #获取值
0
$ echo 1 > value    #设置为1，高电平
$ echo 0 > value    #设置为0，低电平
这时可以实现相同的控制效果。

4 小结
本来想多体验几个example，发现手里缺乏很多必要配件，如ADC部分，官方需要PCF8591模数转换器，而我手里也没有。等下次手里有了更多配件再尝试其他的例程。
下一期，我准备尝试连接摄像头模块进行测试。敬请期待。

李明 · 2016-11-30 17:27:27

真牛逼，现在一个电脑都能精简成这样了。

Elecfans管家 · 2016-12-1 10:29:52

图片上传方法：https://bbs.elecfans.com/jishu_429732_1_1.html

h1654155200.7526 · 2016-12-1 20:18:46

Elecfans管家发表于 2016-12-1 10:29
图片上传方法：https://bbs.elecfans.com/jishu_429732_1_1.html

嗯嗯，明白了，之前的图片没有排版好

sysche · 2017-4-23 14:29:57

本帖最后由 sysche 于 2017-4-24 12:26 编辑

Matrix不支持Nano PI Neo的蛮，请教这个是咋弄的呀？
修正一下上面的

仔细查看了Matrix的代码，Nano Pi Neo的CPU和Nano Pi M1的cpu是一样的，都是全智H3，所以Nano Pi是可以使用Matrix的

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