NVIDIA Jetson Nano GPIO口和通信协议简单介绍及点亮第一个程序LED灯闪烁 |
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在前面的文章中,我已经想大家介绍了NVIDIA Jetson Nano这个板子。今天我将给大家介绍NVIDIA Jetson Nano最重要的一个接口–GPIO。Jetson Nano 和树莓派一样作为嵌入式设备提供了GPIO接口,这个接口支持UART,PWM,I2S,I2C等方式通信。在本期文章,我将和大家一起探索。 目录 GPIO口介绍UART,PWM,I2S,I2C如何安装GPIO库用代码控制LED灯闪烁 GPIOGPIO(General Purpose Input Output)通用输入输出。有时候我们会简称为“IO口”。通用,就是说它是万金油,干什么都行,既能当输入口使用,又能当输出口使用。 那我们怎么用? 写软件控制。 最常见的应用-开关控制。我们通过软件代码。需要亮灯的时候调用GPIO口拉高的函数,给出一个高电平信号,告诉它通电点灯。需要熄灯的时候调用GPIO拉低的函数,给一个低电平信号,让灯灭。这样即可实现控制。 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。 GPIO口的使用非常广泛,现在比较热门的树莓派和NVIDIA Jetson Nano都搭载了40针的GPIO口,都可以通过python的一个第三方库GPIO来调用,并实现与其他的一下传感器或者外设设备的交互。后面着重介绍。 Jetson nano 的GPIO引脚图 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. UART,PWM,I2S,I2C上面介绍了什么是GPIO口,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。 UARTUART(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。 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。 PWMPWM(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。 I2CI2 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。 I2SI2S(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。 SPISPI(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)。 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。 设置GPIO口Jetson.GPIO和RPI GPIO口都是一样的,大家在树莓派和NVIDIA Jetson Nano都可以调用这个库去创造自己的python程序。 现在我们来在NVIDIA Jetson Nano上安装GPIO这个库。 第一步 更新pip打开终端执行: pip install --upgrade pip 第二步 安装 Jetson.GPIO打开终端执行: pip install Jetson.GPIO 第三步 设置权限在NVIDIA Jetson Nano上配置安全权限才能运行程序。创建新的gpio用户组。然后,将当前帐户添加到此gpio组。键入以下命令: sudo groupadd -f -r gpio sudo usermod -a -G gpio your_account提示: your_account 为你自己的用户名,不然库会无法使用 第四步 验证Jetson.GPIO是否安装成功 python3 >>> import Jetson.GPIO as GPIO >>> GPIO.VERSION我们将通过一个简单的demo实现一个LED灯的闪烁. 硬件准备 NVIDIA Jetson Nano面包板(可有可无)一个LED灯若干杜邦线 硬件连接 第一步 将杜邦线一段连接到7号引脚和GND引脚上,如下图所示我们可以在NVIDIA Jetson Nano上安装一个VScode来编写代码,或者使用gedit和vim来编写. 第一步 导入包 import Jetson.GPIO as GPIO import time 第二步 声明GPIO pin 7为led的引脚;并设置这里引脚采用BOARD编码方式。将pin 7设置为控制信号的输出端口 led_pin = 7 GPIO.setmode(GPIO.BOARD) GPIO.setup(led_pin, GPIO.OUT) 第三步 设置GPIO的引脚7上的高电平,让LED点亮。时隔两秒后,将引脚7上设置为低电平,让LED熄灭。在做两秒延迟,反复循环. while 1: print("on") GPIO.output(led_pin, GPIO.HIGH) time.sleep(2) print("off") GPIO.output(led_pin, GPIO.LOW) time.sleep(2) 第四步 为了防止错误,用try…except…捕捉代码中的错误。如果出现错误,通过调用GPIO.output将LED关闭,并释放所有正在使用的资源。 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") 整体代码:我最近再用树莓派和Nano做一些好玩的AIOT项目,如果大家喜欢,请大家关注,谢谢 注:部分图片来源于网络,侵权联系删. 转载需注明来源! |
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