【树莓派C语言开发】实验01：双色LED

前言

今晚上没啥事（其实作业没写完），就开始折腾树莓派了

我当初买的是树莓派4B(4GB)版本的套件，东西还是非常全的，店家还送了全套学习资料+指导视频，加上一本还算不错的书。

本篇博客，让我们一起来完成第一个实验：双色LED

学习资料来源于：湖南创乐博智能科技有限公司

本博客仅供参考，请勿转载！

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1.实验器材

• 装好系统的树莓派开发板+电源适配器
• 面包板+T型转接板
• 40p软排线
• 双色LED
• 若干跳线

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2.实验原理

将引脚S（绿色）和中间管脚（红色）链接到面包板的接口上，对树莓派进行编程控制，使LED的颜色由红变绿。并利用PWM混合成其他颜色。

对应接线表格

树莓派	T型转接板	双色LED
GPI01	GPI018	S
GPI00	GPI017	R
GND	GND	GND

实际接线图如下（手机画质也太渣了）

3.控制代码

当树莓派需要与外部元件相接时，要用到一些写好的库。如树莓派wiringPi库

树莓派wiringPi库：wiringPi是一个很棒的树莓派IO控制库，使用C语言开发，提供了丰富的接口：GPIO控制，中断，多线程，等等

还有softPwm.h库：GitHub链接

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本次双色LED实验需要用到的就是这两个库，以及C语言自带的库函数stdio.h

代码如下：

#include 
#include 
#include 

#define uchar unsigned char

#define makerobo_Led_PinRed    0 // 红色LED 管脚
#define makerobo_Led_PinGreen  1 // 绿色LED 管脚

// LED 初始化
void makerobo_led_Init(void)
{
	softPwmCreate(makerobo_Led_PinRed,  0, 100);
	softPwmCreate(makerobo_Led_PinGreen,0, 100);
}
// 设置LED 亮度PWM调节范围是0x00-0xff
void makerobo_led_ColorSet(uchar r_val, uchar g_val)
{
	softPwmWrite(makerobo_Led_PinRed,   r_val);
	softPwmWrite(makerobo_Led_PinGreen, g_val);
}

int main()
{
    //初始化连接失败时，将消息打印到屏幕
	if(wiringPiSetup() == -1){ 
		printf("setup wiringPi failed !");
		return 1; 
	}

	makerobo_led_Init(); // LED 初始化

	while(1){
		makerobo_led_ColorSet(0xff,0x00);   //红色	
		delay(500);                         //延时500ms
		makerobo_led_ColorSet(0x00,0xff);   //绿色
		delay(500);
		makerobo_led_ColorSet(0xff,0x45);	
		delay(500);
		makerobo_led_ColorSet(0xff,0xff);	
		delay(500);
		makerobo_led_ColorSet(0x7c,0xfc);	
		delay(500);
	}
	return 0;
}

在wiringPi库中，可以看到两个函数的使用说明

• Create函数相当于初始化针脚
• Write函数会更改该管脚的pwm值，以达到控制LED亮度的目的

3.1显示器的PWM调光和DC调光

如果你有了解过显示器的选购知识，估计听说过显示器的PWM调光和DC调光。

使用DC调光的显示器，屏幕背光将常亮；使用PWM调光的显示器，屏幕背光将高速开关来点亮屏幕。只要PWM高于一定值，人眼就分辨不出该屏幕的闪烁。当一块显示器使用高频PWM调光时，我们认为它与DC调光没有太大的区别。

但总的来说，使用DC调光技术的显示器更加“护眼”，而使用低频PWM调光的显示器就是极度辣眼睛（这也是有些屏幕在摄像头中会屏闪的原因）

目前主流手机都上了OLED屏幕，该屏幕材质普遍使用的是PWM调光。部分手机厂家在屏幕设置中推出了“类DC调光选项”，其原理就是用高频PWM来模拟DC调光。

如果你想了解这方面的知识，可以看看这个视频链接

好像bb了一些和这个实验没啥关系的内容，赶快回到正题！

3.2 编译代码

树莓派中有两种方式编译运行我们的代码

3.2.1直接使用Geany编译器内部选项

3.2.2 使用linux语言

树莓派的系统是基于linux的，我们可以使用linux中的gcc语言来编译这个.c文件

在本专栏之前的博客中，有介绍过这种方式链接

输入指令，你会发现系统报错显示delay函数未定义

undefined reference to `delay`

这是因为delay函数并不是一个C语言的库函数我，我们可以在前面自己整一个delay函数的原型

第一次使用Geany编译的时候并没有报错，这是因为在Geany里面已经用生成命令引用了wiringPi库

在Geany的build(生成)-->set build commands(设置生成命令）中输入以下指令
gcc -Wall -c "%f" -lwiringPi

// 延时z毫秒的delay函数
void delay(unsigned int z)
{
    unsigned int i,j;
    for(i=z;i>0;i--)
        for(j=110;j>0;j--)
            ;//利用无意义的for循环来进行延时
}

我们在linux控制台中用cd打开文件路径后，输入如下指令

1. gcc 01DuoColorLED.c -o GPIO -lwiringPi
2. -lwiringPi选项，链接WiringPi库。

第一条指令是编译程序，生成可执行文件GPIO

使用./GPIO指令来执行此文件

• 需要注意的是，用这种方法运行程序不太方便终止，你可以去掉main函数中的while循环，让变色只执行一次。

所以在进行此类开发时，建议直接使用Geany编译器，因为它会生成一个前台控制面板，我们可以直接用ctrl+c停止程序

奇怪的是，当我运行第一个Geany编译器生成的可执行文件时，LED会正常变色。

但是运行第二个在linux控制台生成的GPIO文件时，却不能变色。不知道是什么原因

而当我重新用Geany编译器编译这份加了delay函数定义的代码时，发现这个delay函数还是不太行啊！这灯都闪的飞快，真的有500ms吗

不过这也不算什么大问题，咱们可以通过调整delay函数的定义，和调用参数来控制

4.如何在使用面包板的同时使用散热小风扇

原本不使用面包板的时候，小风扇可以插在板载针脚的2、3位

但是现在使用了面包板，这整个针脚都被占用了，风扇往哪里插呢？

很简单，使用两根跳线，将风扇与面包板上的5v和GND链接就行了！

• 红线接5V
• 黑线接GND

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结语

不管如何，这次实验算是完美完成啦！

这也是我在树莓派上做的第一个实验

如果你想和我一起学习树莓派，那就关注本专栏吧！

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