A. 树莓派 3 + L298N模块 驱动直流电机
单片机或树莓派一般使用 L298n 模块来驱动电机 。L298N的实物图如下。
12V power:L298n 的电源正极,尽管标的 12V,但你可以使用 7V ~ 35V 的电源。
GND: L298n 的电源地,树莓派的 GND 引脚也要接到这里,即 L298N 和 树莓派需要共地。
5V power: L298n 输出的 5v 电源,是用来给单片机或树莓派供电的。如果你的树莓派是单独供电,那么这个引脚悬空。
Output 的两个引脚接直流电机的两脚,而板上有 Output A 和 Output B,分别驱动电机 A 和电机 B。
A Enable : 电裂仔机 A 使能,接 GPIO 口 。可以用PWM 来调速。
Logic Input : 接 4 个 GPIO 口尘氏。 上面两个脚 Input1 、Input2 (靠近 A Enable )控制电机 A ; 下面两个脚 Input3、Input4 (靠近 B Enable)控制电机 B。
B Enable : 电机 B 使能,接 GPIO 口。 可以用 PWM 来调速。
总结一下就是 A Enable 、Input1、Input2 控制电机 A 的运行,B Enable、Input3、Input4 控制电机 B 的运行。
如何控制的呢? 下面是对电机 A 进行控制的真值表,电机 B 同理。
驱动一派源散下试试吧!
下面是控制电机 A 的电路图:
把 L289N 的直流电源接好,然后把树莓派的 GND 与 L298N 的 GND 连在一起,因为共地后 L298N 才能识别树莓派发送的 IN1、IN2 到底是高电平还是低电平。
树莓派的 2、3、4 脚分别连到 A Enable、IN1 、IN2 。(把 Enable 上的短接帽拿掉)
由控制表可知给 2 脚高电平,3 脚高电平,4 脚低电平,电机就会正转。
编写程序:
前面提到过 A Enable 和 B Enable 可以用 pwm 控制来调速,下面是相应程序。
接线不变!这个程序可以让电机 A 以不同的速度正转。
在树莓派中运行程序后,可以看到电机的转速会随着占空比的改变而变化。
程序源码在: github
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书名:树莓派Python编程指南
作者:Alex Bradbury
译者:王文峰
豆瓣评分:7.1
出版社:机械工业出版社
出版年份:2015-1-16
页数:221
内容简介:本书由树莓派基金会资深软件开发工程师亲笔撰写,是学习在树莓派上编程的必备手册。即使你没有任何编程经验,也可以畅游树莓派的世界。本书覆盖了初学编程者和第一次做Python开发所需的基础知识,书中首先对Python编程做了基本介绍,并给出了通用的Python代码,然后逐步介绍了:
·配置并开始Python编程
·使用变量、循环和函数
·学习3口图形编程
·使用PyGame
·编程“我的世界”游戏
·编写Python脚本
·理解传感器和GPIO
本书深入浅出地介绍每条命令,并辅以生动的例子和源代码,可以帮助你学习Python编程所需的各种知识和技能,是开启Python编程之旅的必备指南。
作者简介:Alex Bradbury树莓派基金会资深软件开发工程师,对树莓派的发展做出了卓越贡献。他精通Python、C/C++等多种编程语言,尤其对Python语言有独到见解。目前他在申请剑桥大学的多核架构编译技术博士学位。
Ben Everard资深科技工作者,拥有丰富软件开发经验,创建并掌管linux之音(www.linuxvoice.com),在该网站的电子杂志和播客上可以找到他的沉思录。之前,他曾做过Linux Format的技术编辑和NoPC的区域经理。在此期间,他负责监管坦桑尼亚的校园计算机测试和部署工作。
C. 【原创】树莓派3B开发Go语言(四)-自写库实现pwm输出
在前一小节中介绍了点亮第一个LED灯,这里我们准备进阶尝试下,输出第一段PWM波形。(PWM也就是脉宽调制,一誉宴种可调占空比的技术,得到的效果就是:如果用示波器测量引脚会发现有方波输出,而且高电平、低电平的时间是可调的。)
这里爪爪熊准备写成一个golang的库,并开源到github上,后续更新将直接更新到github中,如果你有兴趣可以和我联系。 github.com/dpawsbear/bear_rpi_go
我在很多的教程中都看到说树莓派的PWM(硬件)只有一个GPIO能够输出,就是 GPIO1 。这可是不小的打击,因为我想使用至少四个 PWM ,还是不死心,想通过硬件手册上找寻蛛丝马迹,看看究竟怎么回事。
手册上找寻东西稍等下讲述,这里先提供一种方法测试 树莓派3B 的 PWM 方法:用指令控制硬件PWM。
这里通过指令的方式掌握了基本的pwm设置技巧,决定去翻一下手册看看到底PWM怎么回事,这里因为没有 BCM2837 的手册,根据之前文章引用官网所说, BCM2835 和 BCM2837 应该是一样的。这里我们直接翻阅 BCM2835 的手册,直接找到 PWM 章节。找到了如下图:
图中可以看到在博通的命名规则中 GPIO 12、13、18、19、40、41、45、52、53 均可以作为PWM输出。但是只有两路PWM0 PWM1。根据我之前所学知识,不出意外应该是PWM0 和 PWM1可以输出不一样的占空比,但是频率应该是一样的。因为没有示波器,暂时不好测试。先找到下面对应图:
根据以上两个图对比可以发现如下规律:
对照上面的表可以看出从 BCM2837 中印出来的能够使用在PWM上的就这几个了。
为了验证个人猜想是否正确,这里先直接使用指令的模式,模拟配置下是否能够正常输出。
通过上面一系列指令模拟发现,(GPIO1、GPIO26)、(GPIO23、GPIO24)是绑定在一起的,调节任意一个,另外一个也会发生变化。也即是PWM0、PWM1虽然输出了两路,可以理解成孙宴两路其实都是连在一个输出口上。这里由于没有则虚银示波器或者逻辑分析仪这类设备(仅有一个LED灯),所以测试很简陋,下一步是使用示波器这类东西对频率以及信号稳定性进行下测试。
小节:树莓派具有四路硬件输出PWM能力,但是四路中只能输出两个独立(占空比独立)的PWM,同时四路输出的频率均是恒定的。
上面大概了解清楚了树莓派3B的PWM结构,接下来就是探究如何使用Go语言进行设置。
因为拿到了手册,这里我想直接操作寄存器的方式进行设置,也是顺便学习下Go语言处理寄存器的过程。首先需要拿到pwm 系列寄存器的基地址,但是翻了一圈手册,发现只有偏移,没有找到基地址。
经过了一段时间的努力后,决定写一个 树莓派3B golang包开源放在github上,只需要写相关程序进行调用就可以了,以下是相关demo(pwm)(在GPIO.12 上输出PWM波,放上LED灯会有呼吸灯的效果,具体多少频率还没有进行测试)
以下是demo(pwm) 源码
D. 如何编译armlinux的go
Golang也就是Go语言,现在已经发行到1.4.1版本了,语言特性优越性和背后Google强大靠山什么的就不多说了。Golang的官方提供了多个平台上的二进制安装包,遗憾的是并非没有发布ARM平台的二进制安装包。ARM平台没办法直接从官网下载二进制安装包来安装,好在Golang是支持多平台并且开源的语言,因此可以通过直接在ARM平台上编译源代码来安装。整个过程主要包括编译工具配置、获取Golang源代码、设置Golang编译环境变量、编译、配置Golang行环境变量等步骤。
注:本文选用树莓派做测试,因为树莓派是基于ARM平台的。
1、编译工具配置
据说下个版本的golang编译工具要使用golang自己来写,但目前还是使用C编译工具的。因此,首先要配置好C编译工具:
1.1在Ubuntu或Debian平台上可以使用sudoapt-getinstallgcclibc6-dev命令安装,树莓派的RaspBian系统是基于Debian修改的,所以可以使用这种方法安装。
1.2在RedHat或CentOS6平台上可以使用sudoyuminstallgcclibc-devel命令安装。
安装完成后可以输入gcc--version命令验证是否成功安装。
2、获取golang源代码
2.1直接从官网下载源代码压缩包。
golang官网提供golang的源代码压缩包,可以直接下载,最新的1.4.1版本源代码链接:/golang/go1.4.1.src.tar.gz
2.2使用git工具获取。
golang使用git版本管理工具,也可以使用git获取golang源代码。推荐使用这个方法,因为以后可以随时获取最新的golang源代码。
2.2.1首先确认ARM平台上已经安装了git工具,可以使用git--version命令确认。一般linux平台都安装了git,没有的话可以自行安装,不同平台的安装方法可以参考:download/linux
2.2.2克隆远程golang的git仓库到本地
在终端cd到你想要安装golang的目录,确保该目录下没有名为go的目录。然后以下命令获取代码仓库:
gitclone/go
大陆地区可能会获取失败,在不翻墙的情况下我试了几次都没成功,原因大家都懂的。好在google已经将golang也托管到github上面,所以也可以通过下面命令获取:
gitclone/golang/go.git
视网络情况,下载可能需要不少时间。我2M的带宽花了将近两个小时才下载完,虽然整个项目不过几十兆==
下载完成后,可以看到目录下多了一个go目录,里面即为golang的源代码,在终端上执行cdgo命令进入该目录。
执行下面命令检出go1.4.1版本的源代码,因为现在汪敏指已经有新的代码提交上去了,最新的代码可能不是最稳定的:
gitcheckoutgo1.4.1
至此,最新1.4.1发行版的源代码获取完毕
3、设置golang的编译环境变量
主要有GOROOT、GOOS、GOARCH、GOARM四个环境变量需要设置,先解释四个环境变量的意义。
3.1GOROOT
主要代表golang树结构目录的路径,也就是上面git检出的go目录。一般可以不用设置这个环境变量,因为编译的时候默认会以go目录下src子目录中的all.bash脚本困配运行时的父目录作为GOROOT的值。为了保险起见,可以直接设拿芹置为go目录的路径。
3.2GOOS和GOARCH
分别代表编译的目标系统和平台,可选值如下:
GOOSGOARCH
darwin386
darwinamd64
dragonfly386
dragonflyamd64
freebsd386
freebsdamd64
freebsdarm
linux386
linuxamd64
linuxarm
netbsd386
netbsdamd64
netbsdarm
openbsd386
openbsdamd64
plan9386
plan9amd64
solarisamd64
windows386
windowsamd64
需要注意的是这两个值代表的是目标系统和平台,而不是编译源代码的系统和平台。树莓派的RaspBian是linux系统,所以这些GOOS设置为linux,GOARCH设置为arm。
3.3GOARM
表示使用的浮点运算协处理器版本号,只对arm平台有用,可选值有5,6,7。如果是在目标平台上编译源代码,这个值可以不设置,它会自动判断需要使用哪一个版本。
总结下来,在树莓派上设置golang的编译环境变量,可编辑$HOME/.bashrc文件,在末尾添加下面内容:
exportGOROOT=你的go目录路径
exportGOOS=linux
exportGOARCH=arm
编辑完后保存,执行source~/.bashrc命令让修改生效。
4、编译源代码
环境变量配置完成自后就可以开始编译源代码。在go目录下的src子目录中,主要有all.bash和make.bash两个脚本(另外还有两个all.bat和make.bat脚本适用于window平台)。编译实际上就是执行其中一个脚本,两者的区别在于all.bash在编译完成后还会执行一些测试套件。如果希望只编译不测试,可以运行make.bash脚本。使用cd命令进入go下src目录,执行./all.bash或者./make.bash命令即可开始编译。由于硬件情况不同,编译耗费的时间不同。在我的B型树莓派编译过程花费了将近半个小时,编译完成后执行的测试套件又花费了差不多一个小时,总共花费了一个半小时左右。
5、配置golang运行环境变量
编译完成后,go目录下会生成bin目录,里面就是go的运行脚本。为了以后使用方法,可以将这个bin路径添加到PATH环境变量中。同样编辑~/.bashrc文件,因为前面设置过GOROOT环境变量指向go目录了,所以只需要在末尾加上
exportPATH=$PATH:$GOROOT/bin
保存后同样执行source~/.bashrc命令让环境变量生效。
至此,golang源代码编译安装成功。执行goversion应该就能看到当前golang的版本信息,表示编译安装成功。