Dreamcolor/RPIO 文档翻译 - RPIO（Python 模块）

Created Sun, 02 Jun 2013 13:09:39 +0000 Modified Sat, 10 Sep 2022 13:19:53 +0800
2095 Words
GPIO Module Python Raspberry Pi RPIO

更新日志： 2013 年 6 月 2 日更新：根据官方文档完成了初步翻译。 本文会在适当的时间里进行增删改等操作，如果您对该文感兴趣，可以仅收藏本页。

RPIO.py 相对于 RPi.GPIO 在各个方面都有所扩展，并且默认使用 BCM GPIO 编号方式。

GPIO 和 TCP 中断

RPIO 可以对两种中断进行监听：GPIO 和 TCP。某特定 GPIO 的输入状态改变时将产生 GPIO 中断。某 TCP socket 客户端发送信息时将产生 TCP 中断。

RPIO.wait_for_interrupts(threaded=False, epoll_timeout=1)

  • 这是阻隔功能的主循环，当启用后，将会对中断进行监听，并且启用您自定义的回调操作。在您脚本的某个地方，您需要使用它来接收中断回调。这种阻隔方式非常适合于“让您的脚本一直循环运行”。
  • 使用 threaded=True 参数，使它在您的脚本运行于主线程时，使其在后台操作（RPIO 在您的脚本退出时，会自动关闭该线程）：RPIO.wait_for_interrupts(threaded=True)

GPIO 中断

中断被用于接收当 GPIO 状态发生改变时来自于内核的通知。其优点是消耗 CPU 资源非常少，通知时间非常短，并且可在特定临界值转换（rising、falling、both）时被触发的能力。您还可以设置软件上拉或下拉电阻。

RPIO.add_interrupt_callback(gpio_id, callback, edge=‘both’, pull_up_down=RPIO.PUD_OFF, threaded_callback=False, debounce_timeout_ms=None)

  • 添加一个回调用于接收当 GPIO 状态从 0 到 1（反之亦然）时的通知。

    • 可能用到的临界值为 rising、falling、both（默认）。
    • 可能用到的 pull_up_down 值为：RPIO.PUD_UP、RPIO.PUD_DOWN、RPIO.PUD_OFF（默认）。
    • 如果 threaded_callback 为 True，回调将开始与线程内。否则直到其结束后，回调才会从中断等待状态下阻断 RPIO（在这期间，不会有其它回调操作）。
    • 如果设置了 debounce_timeout_ms，那么从上次中断结束后，需要等到您指定的毫秒数后才会再次执行中断回调操作。可以根据您的需求进行设置（通常为 10ms 到 100ms 之间）。

  • 回调功能有两个参数，分别为：GPIO 编号和值。（值为整数，0（Low）或 1（High））。回调操作通常写法为：def gpio_callback(gpio_id, value):

RPIO.del_interrupt_callback(gpio_id) 移除特定 GPIO 上的回调操作。

TCP Socket 中断

仅使用这一种方法就可以方便的为入站 TCP 连接打开端口：

RPIO.add_tcp_callback(port, callback, threaded_callback=False)

  • 添加 socket 服务器回调，它会在某个已连接的 socket 客户端发送数据时开始执行。这被用于 RPIO 在特定端口创建 TCP 服务器 socket。当 RPIO.wait_for_interrupts() 运行时，将接受入站连接。回调必须指定两个参数：socket 和 message（例如：def callback(socket, msg)）。
  • 回调可以使用 socket 参数将值发回到客户端（例如：socket.send("hi there\n")）。如果要关闭某客户端的连接，可使用 RPIO.close_tcp_client(..)。客户端可以使用相同的方式关闭连接，或者发送到服务器一个空信息也会同样断开连接。
  • 您可以使用 socket.getpeername() 来获得客户端的 IP 地址。详情可参见 Socket 对象文档。

您可以输入命令 $ telnet <your-ip> <your-port> 对 TCP socket 中断进行测试（例如：$ telnet localhost 8080）。空字符串将通知服务器断开与客户端的连接（比如，您在 telnet 中按下回车键，您得连接将被断开）。

RPIO.close_tcp_client(self, fileno) 关闭客户端 socket 连接并从 epoll 中移除。您可以使用回调中的 RPIO.close_tcp_client(socket.fileno()) 来实现。

示例

以下示例将示范如何监听某些 GPIO 和 TCP 中断：

import RPIO

def gpio_callback(gpio_id, val):
    print("gpio %s: %s" % (gpio_id, val))

def socket_callback(socket, val):
    print("socket %s: '%s'" % (socket.fileno(), val))
    socket.send("echo: %s\n" % val)

# GPIO 中断回调
RPIO.add_interrupt_callback(7, gpio_callback)
RPIO.add_interrupt_callback(9, gpio_callback, pull_up_down=RPIO.PUD_UP)

# 回调服务器端口 8080 TCP socket
RPIO.add_tcp_callback(8080, socket_callback)

# 阻断主 epoll 循环
RPIO.wait_for_interrupts()

在进程内接收回调（并且不对 RPIO 返回到等待中断状态进行阻隔），需要在添加时将 threaded_callback 设置为 True：

# 用于 GPIO 中断
RPIO.add_interrupt_callback(7, do_something, threaded_callback=True)

# 用户 socket 中断
RPIO.add_tcp_callback(8080, socket_callback, threaded_callback=True)

去除 GPIO 中断抖动，您可以添加 debounce_timeout_ms 参数到 add_interrupt_callback(..) 中。例如：

RPIO.add_interrupt_callback(7, do_something, debounce_timeout_ms=100)

wait_for_interrupts() 对中断和调度进行监听。您可以添加 threaded=True 参数，使其运行于一个线程中，使您的脚本继续运行。从版本 v0.10.0 开始，当您的脚本退出后，RPIO 已经可以很好的关闭所有操作了。

RPIO.wait_for_interrupts(threaded=True)

停止 wait_for_interrupts(..) 可以通过调用 RPIO.stop_waiting_for_interrupts() 来实现。

GPIO 输入和输出

RPIO 对 RPi.GPIO 进行了扩展，所有输入和输出的工作方式都是相同的：

import RPIO

# 设置无上拉电阻输入通道
RPIO.setup(7, RPIO.IN)

# 设置有上拉电阻输入通道。可以为：
# PUD_UP、PUD_DOWN、PUD_OFF（默认）
RPIO.setup(7, RPIO.IN, pull_up_down=RPIO.PUD_UP)

# 读取 GPIO 7 的输入值
input_value = RPIO.input(7)

# 设置 GPIO 输出通道
RPIO.setup(8, RPIO.OUT)

# 设置 GPIO 8 的值为 High
RPIO.output(8, True)

# 设置输出通道及初始值
RPIO.setup(8, RPIO.OUT, initial=RPIO.LOW)

# 更改为 BOARD 编号方式
RPIO.setmode(RPIO.BOARD)

# 在通道 17 上设置软件上拉电阻
RPIO.set_pullupdn(17, RPIO.PUD_UP) # RPIO 新增功能

# 获得通道 8 的函数
RPIO.gpio_function(8)

# 复位所有由该程序设置过的通道，
# 并清除 GPIO 中断接口
RPIO.cleanup()

您可以在现有代码中使用 RPIO 直接替换 RPi.GPIO：

import RPIO as GPIO 
# （如果您之前使用的是“import RPi.GPIO as GPIO”）

如果想获得更多使用方法及常量的讲解，可以运行 $ sudo pydoc RPIO，或者在 Python 中使用帮助功能：

import RPIO
help(RPIO)

日志输出

开启 RPIO 日志输出，需在引入 RPIO 之前先引入 logging 函数并设置日志级别为 DEBUG：

import logging
log_format = '%(levelname)s | %(asctime)-15s | %(message)s'
logging.basicConfig(format=log_format, level=logging.DEBUG)
import RPIO

对 RPi.GPIO 的扩展

更多可用常量

  • RPIO.RPI_REVISION - 当前主板的修订版本（1 或者 2）
  • RPIO.RPI_REVISION_HEX - CPU 的 16 进制修订码（0002 到 000f）

更多可用功能

  • RPIO.gpio_function(gpio_id) - 返回 GPIO 当前的设置（IN、OUT、ALT0）
  • RPIO.set_pullupdn(gpio_id, pud) - 在 GPIO 上设置上拉或下拉电阻
  • RPIO.forceinput(gpio_id) - 无需调用 setup() 直接读取任何 GPIO 上的值
  • RPIO.forceoutput(gpio_id, value) - 无需调用 setup() 直接为 GPIO 写入值（**警告：**该功能可能会损坏您的 Raspberry Pi）
  • RPIO.sysinfo() - 返回 Raspberry Pi 系统信息（hex_rev, model、revision、mb-ram、maker）
  • RPIO.version() - 返回 RPIO 信息 （version_rpio、version_cgpio）

中断处理

  • RPIO.add_interrupt_callback(gpio_id, callback, edge='both', pull_up_down=RPIO.PUD_OFF, threaded_callback=False, debounce_timeout_ms=None)
  • RPIO.add_tcp_callback(port, callback, threaded_callback=False)
  • RPIO.del_interrupt_callback(gpio_id)
  • RPIO.close_tcp_client(fileno)
  • RPIO.wait_for_interrupts(threaded=False, epoll_timeout=1)
  • RPIO.stop_waiting_for_interrupts()
  • 操控 epoll

原文地址：RPIO, the Python module 项目地址：RPIO’s documentation!