Jetson.GPIO-适用于Tegra的Linux

https://github.com/NVIDIA/jetson-gpio

Jetson TX1，TX2，AGX Xavier和Nano开发板包含一个40针GPIO接头，类似于Raspberry Pi中的40针接头。可以使用Jetson GPIO库软件包中提供的Python库来控制这些GPIO的数字输入和输出。该库与用于Raspberry Pi的RPi.GPIO库具有相同的API，以便提供一种将在Raspberry Pi上运行的应用程序移动到Jetson板上的简便方法。

本文档介绍了Jetson GPIO库软件包中包含的内容，如何配置系统和运行提供的示例应用程序以及库API。

包装组件

除本文档外，Jetson GPIO库软件包还包含以下内容：

1. 该lib/python/子目录包含实现所有库功能的Python模块。gpio.py模块是将被导入到应用程序中的主要组件，并提供所需的API。的gpio_event.py 和gpio_pin_data.py模块用于通过gpio.py模块和不能在给应用程序直接导入。

2. 该samples/子目录包含在越来越熟悉库API和应用程序入门示例应用程序的帮助。在 simple_input.py和simple_output.py应用程序显示了如何进行分别读取和写入到GPIO引脚，而button_led.py， button_event.py并button_interrupt.py说明如何将按钮按压可用于闪烁一个分别使用忙等待，阻塞等待和中断回调LED。

安装

使用点子

安装该库的最简单方法是使用pip：

sudo pip安装Jetson.GPIO

说明书下载

您可以克隆此git存储库，或下载其副本作为存档文件并解压缩。您可以将库文件放置在系统上任意位置。您可以通过手动设置直接在此目录中使用该库PYTHONPATH，或使用setup.py以下方法安装它：

sudo python3 setup.py安装

设置用户权限

为了使用Jetson GPIO库，必须首先设置正确的用户权限/组。

创建一个新的gpio用户组。然后将您的用户添加到新创建的组中。

须藤groupadd -f -r gpio
sudo usermod -a -G gpio your_user_name

通过将99-gpio.rules文件复制到rules.d目录中来安装自定义udev规则。

如果已将源下载到Jetson.GPIO：

须藤cp lib / python / Jetson / GPIO / 99-gpio.rules /etc/udev/rules.d/

如果您从软件包中安装了Jetson.GPIO，例如使用pip进入虚拟环境：

须藤cp venv / lib / pythonNN / site-packages / Jetson / GPIO / 99-gpio.rules /etc/udev/rules.d/

为了使新规则生效，您需要通过运行以下命令重新引导或重新加载udev规则：

sudo udevadm控制-重新加载规则&& sudo udevadm触发器

运行示例脚本

通过根据需要设置权限，samples/可以使用目录中提供的示例应用程序 。下面介绍每个应用程序的操作：

1. simple_input.py：此应用程序使用BCM引脚编号模式，并读取40引脚接头连接器的引脚12上的值，并将该值打印到屏幕上。

2. simple_out.py：此应用程序使用Raspberry Pi的BCM引脚编号模式，每隔2秒在BCM引脚18（或接头板上的板卡引脚12）输出高低交替值。

3. button_led.py：此应用程序使用BOARD引脚编号。它需要一个连接到引脚18和GND的按钮，一个将引脚18连接到3V3的上拉电阻以及一个连接到引脚12的LED和一个限流电阻。应用程序读取按钮状态，并每次将LED保持点亮1秒钟。按下按钮。

4. button_event.py：此应用程序使用BOARD引脚编号。它需要一个连接到引脚18和GND的按钮，一个将该按钮连接到3V3的上拉电阻以及一个连接到引脚12的LED和一个限流电阻。该应用程序执行与button_led.py相同的功能，但执行阻塞等待按钮按下事件，而不是连续检查该引脚的值以减少CPU使用率。

5. button_interrupt.py：此应用程序使用BOARD引脚编号。它需要一个连接到引脚18和GND的按钮，一个将按钮连接到3V3的上拉电阻，一个连接到引脚12的LED和限流电阻以及连接到引脚13的另一个LED和电流限制电阻。仅当按下按钮时，第一个LED才会连续且快速地闪烁第二个LED五次。

如果将Jetson.GPIO添加到PYTHONPATH，则要运行这些示例应用程序：

python3 < name_of_application_to_run >

或者，如果未将Jetson.GPIO添加到PYTHONPATH，则该run_sample.sh 脚本可用于运行这些示例应用程序。在samples /目录中，可以使用以下命令完成此操作：

./run_sample.sh < name_of_application_to_run >

脚本的用法也可以通过以下方式查看：

./run_sample.sh -h
./run_sample.sh-帮助

完整的库API

Jetson GPIO库提供RPi.GPIO库提供的所有公共API。下面讨论每种API的用法：

1.导入库

要导入Jetson.GPIO模块，请使用：

进口 Jetson。GPIO  作为 GPIO

这样，您可以在整个应用程序的其余部分中将该模块称为GPIO。对于使用RPi库的现有代码，也可以使用名称RPi.GPIO而不是Jetson.GPIO导入模块。

2.引脚编号

Jetson GPIO库提供了四种给I / O引脚编号的方法。前两个对应于RPi.GPIO库提供的模式，即BOARD和BCM，分别引用40引脚GPIO接头连接器的引脚号和Broadcom SoC GPIO编号。其余两种模式CVM和TEGRA_SOC使用字符串代替数字，而数字分别对应于CVM / CVB连接器和Tegra SoC上的信号名称。

要指定您正在使用哪种模式（强制性），请使用以下函数调用：

GPIO .setmode（GPIO。BOARD）
 ＃或
GPIO .setmode（GPIO。BCM）
 ＃或
GPIO .setmode（GPIO。CVM）
 ＃或
GPIO .setmode（GPIO。TEGRA_SOC）

要检查已设置的模式，可以调用：

模式=  GPIO .getmode（）

该模式必须为GPIO.BOARD，GPIO.BCM，GPIO.CVM，GPIO.TEGRA_SOC或无。

3.警告

您尝试使用的GPIO可能已在当前应用程序外部使用。在这种情况下，如果使用的GPIO配置为除默认方向（输入）以外的任何值，Jetson GPIO库将向您发出警告。如果您在设置模式和通道之前尝试清理，它也会警告您。要禁用警告，请致电：

GPIO .setwarnings（False）

4.设置频道

在用作输入或输出之前，必须先设置GPIO通道。要将通道配置为输入，请调用：

＃（其中信道是基于管脚号模式如上所述）
GPIO .setup（信道， GPIO。 IN）

要将通道设置为输出，请调用：

GPIO .setup（信道，GPIO。OUT）

也可以为输出通道指定一个初始值：

GPIO .setup（信道，GPIO。OUT，初始= GPIO。HIGH）

将一个通道设置为输出时，也可以一次设置多个通道：

＃根据需要添加尽可能多的频道。也可以使用元组：（18,12,13） 
信道 = [ 18， 12， 13 ]
 GPIO .setup（信道， GPIO。 OUT）

5.输入

要读取通道的值，请使用：

GPIO。输入（通道）

这将返回GPIO.LOW或GPIO.HIGH。

6.输出

要设置配置为输出的引脚的值，请使用：

GPIO。输出（通道，状态）

状态可以是GPIO.LOW或GPIO.HIGH。

您还可以输出到频道列表或元组：

渠道= [ 18，12，13 ] ＃或使用元组
GPIO .OUTPUT（信道，GPIO。HIGH）＃或GPIO.LOW 
＃设定的第一信道为HIGH和休息到LOW 
GPIO .OUTPUT（信道，（GPIO。LOW，GPIO。HIGH，GPIO。HIGH））

7.清理

在程序结束时，最好清理通道，以便将所有引脚设置为默认状态。要清理所有使用的频道，请致电：

GPIO .cleanup（）

如果您不想清除所有通道，也可以清除单个通道或通道列表或元组：

GPIO .cleanup（chan1）＃仅清理chan1 
GPIO .cleanup（[chan1，chan2]）＃仅清理chan1和chan2 
GPIO .cleanup（（chan1，chan2））   ＃执行与先前语句相同的操作

8. Jetson董事会信息和图书馆版本

要获取有关Jetson模块的信息，请使用/阅读：

GPIO。JETSON_INFO

这为Python词典提供了以下键：P1_REVISION，RAM，REVISION，TYPE，MANUFACTURER和PROCESSOR。字典中的所有值都是字符串，但P1_REVISION是整数。

要获取有关库版本的信息，请使用/阅读：

GPIO。版

这提供了XYZ版本格式的字符串。

9.中断

除了忙轮询之外，该库还提供了三种监视输入事件的方法：

wait_for_edge（）函数

该函数阻塞调用线程，直到检测到提供的边缘为止。该函数可以如下调用：

GPIO .wait_for_edge（信道，GPIO。瑞星）

第二个参数指定要检测的边缘，可以是GPIO.RISING，GPIO.FALLING或GPIO.BOTH。如果只想将等待时间限制为指定的时间，则可以选择设置超时：

＃超时是毫秒
GPIO .wait_for_edge（信道， GPIO。瑞星，超时= 500）

该函数返回检测到边缘的通道；如果发生超时，则返回无。

event_detected（）函数

此功能可用于定期检查自上次通话以来是否发生了事件。可以如下设置和调用该函数：

＃集上升沿检测在信道上
GPIO .add_event_detect（信道， GPIO。瑞星）
run_other_code（）
如果 GPIO .event_detected（channel）：
    做点什么（）

和以前一样，您可以检测GPIO.RISING，GPIO.FALLING或GPIO.BOTH的事件。

检测到边缘时运行回调函数

此功能可用于为回调函数运行第二个线程。因此，响应边缘，回调函数可以与主程序并发运行。此功能可以按如下方式使用：

＃定义回调函数
def  callback_fn（ channel）：
     print（ “从通道％s调用的回调” ％通道）

＃添加上升沿检测
GPIO .add_event_detect（信道， GPIO。瑞星，回调= callback_fn）

如果需要，还可以添加多个回调：

def  callback_one（channel）：
     打印（“ First Callback ”）

def  callback_two（channel）：
     打印（“ Second Callback ”）

GPIO .add_event_detect（信道，GPIO。瑞星）
 GPIO .add_event_callback（信道，callback_one）
 GPIO .add_event_callback（信道，callback_two）

在这种情况下，这两个回调是顺序运行的，而不是同时运行，因为只有线程运行所有回调函数。

为了通过将多个事件折叠为一个事件来防止多次调用回调函数，可以选择设置反跳时间：

＃ bouncetime集毫秒
GPIO .add_event_detect（信道， GPIO。瑞星，回调= callback_fn，
 bouncetime = 200）

如果不再需要边缘检测，可以按以下步骤将其删除：

GPIO .remove_event_detect（通道）

10.检查GPIO通道的功能

此功能使您可以检查提供的GPIO通道的功能：

GPIO .gpio_function（通道）

该函数返回GPIO.IN或GPIO.OUT。

11. PWM

参见samples/simple_pwm.py以获取有关如何使用PWM通道的详细信息。

Jetson.GPIO库仅在附带硬件PWM控制器的引脚上支持PWM。与RPi.GPIO库不同，Jetson.GPIO库不实现软件仿真的PWM。Jetson Nano支持2个PWM通道，而Jetson AGX Xavier支持3个PWM通道。Jetson TX1和TX2不支持任何PWM通道。

系统引脚复用器必须配置为将硬件PWM控制器连接到相关引脚。如果未配置pinmux，则PWM信号将不会到达引脚！Jetson.GPIO库不会动态修改pinmux配置来实现此目的。阅读L4T文档以获取有关如何配置pinmux的详细信息。

Linux kernel

static inline int gpio_get_value(unsigned gpio)
{
    return __gpio_get_value(gpio);
}
 
static inline void gpio_set_value(unsigned gpio, int value)
{
    __gpio_set_value(gpio, value);
}