标签：树莓派 指令 技术 root权限 16进制 好的 armv6 sources cpu架构
最近闲着无聊，买了个树莓派Zero，准备在上面跑.Net Core，来驱动各种传感器
就是上面这货。之前手上已经有一个树莓派3B+，但是介于3B+已经被我挂在路由器旁边当做服务器用，不是很方便拿来研究接口，于是就挑了一个便宜的Zero玩玩，事实证明，我想太天真了，我以为只要是Linux系统，就能安装.net Core，实际上呢，我整了一个晚上才不得不认识到一个事实:即便是.net Core也是认CPU架构的，Pi Zero用的ARMv6就是不支持，哎早知道在买之前多做做功课了，买一个树莓派4也是个不错的选择啊。
幸好苍天不负有心人，我找到了 另外一个能在Linux上面运行.net的途径，那就是在Linux上面安装一个Mono，然后.net通过Mono当做虚拟机运行，其实在原理上和.net core是差不多的，可是Mono在性能上比原生的.net core差了很多便是，不过我们只是用来跑外部模块，也不是很需要多高性能便是了。
好了，唠嗑正式结束，让我们开始正题吧
首先，我们需要在Linux上面配置Mono的程序，讲人话就是安装Mono，不过在安装之前，我们还需要更改源，毕竟树莓派自带的源别指望在国内有好的下载体验
sudo sed -i ‘s#://raspbian.raspberrypi.org#s://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspbian#g‘ /etc/apt/sources.list sudo sed -i ‘s#://archive.raspberrypi.org/debian#s://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi#g‘ /etc/apt/sources.list.d/raspi.list
运行上述两条指令，把树莓派自带的源替换成清华源，这样安装Mono会快很多
sudo apt-get install mono-devel mono-complete mono-dbg
运行上面指令后，在树莓派Zero上就会自动安装配置完毕Mono环境了。
对了，为了方便调试，我们还需要配置SSH的远程root连接
sudo nano /etc/ssh/sshd_config
运行上述指令后
找到这一条，然后改成上图这样子后(其实也就去掉#，后面的参数改成yes罢了)
完事以后，按Ctrl+X，退出编辑并覆盖保存就行。
sudo service ssh --full-restart
最后我们运行上述指令重启SSH服务以后就能够以root权限登录树莓派了。
以上是树莓派的系统的配置过程。
接下来我们需要配置Visual Studio
首先我们新建一个项目，由于最新的Mono支持.net core，所以我们直接建立.net core 3框架的项目就行，而且甚至不需要拖家带口带上.net core那么多运行库就能直接在Mono虚拟机下跑，简直了...
然后，我们需要有一个扩展能够直接在PC上远程调试树莓派上的程序，因此
搜索Mono的调试插件，有很多个，功能都差不多，挑一个顺手的就行
安装好Mono调试插件以后
需要配置下Mono调试插件的设置
其实主要的无非就是这么几个，新建一个配置，输入IP、端口、用户名和密码，避免麻烦最好直接上root权限，反正自己用
然后每次调试的时候，点击通过SSH生成和调试
就能获得和本地调试一样的体验，不得不说，这个体验实在是太好了。
接下来是项目的
其实也就一点，在Nuget上面找一个第三方的库来调用GPIO接口就行，没别的了
Nuget下搜索Raspberry，下面的库基本上都是关于调用树莓派gpio的，随便挑一个便是
我这边选择了文档最为齐全的Unosquare.Raspberry.IO
下面两个是依赖项，尤其是WiringPi，是直接管理接口的主要库
好，以上是准备工作，下面的是具体实现
上面这张图，对应的就是树莓派Zero上，一共40个针脚的定义，其中，两个5V的接口可以直接当做电源输入或者输出用，GND是接地这个没啥好说的，我们主要看GPIO，这里有很多很多GPIO接口，这些接口才是负责信号输入以及输出使用，我们控制的主要也是这些接口。
然后我们这次的主角也上场了
注意看接线的颜色，其中CLK和DIO代表时钟信号和数据信号，虽说是时钟信号，其实是类似于发送命令的接口，因此都接GPIO，VCC是电源，这个没啥好说的，就是输入电源(注意看传感器的电压，如果电压过高会烧毁传感器，所以树莓派预留了两个3.3V的电压接口)，GND是接地，随便找个接地的接口插上去就行。
根据照片所示，我使用了4,14,16,18号接口，其中16口接了时钟信号，18口接了数据信号
好了，线也接好了，环境也配置好了，我们正式开始编程阶段
Pi.Init<BootstrapWiringPi>();//初始化通信接口，分配内存空间等 var clkPin = Pi.Gpio[BcmPin.Gpio23];//引用16接口 var dataPin = Pi.Gpio[BcmPin.Gpio24];//引用18接口 clkPin.PinMode = GpioPinDriveMode.Output;//设置16接口模式为输出 dataPin.PinMode = GpioPinDriveMode.Output;//设置18接口模式为输出
上面代码是初始化阶段，反正刚开头照这个姿势填就行了，值得注意的是接口引用部分
你看，我明明CLK接口插的是树莓派16号物理接口，为啥这里引用的却是GPIO23呢，其实这个是编码方式的不同导致的，主要有以下两种
编号侧重CPU寄存器，根据BCM2835的GPIO寄存器编号。
编号侧重实现逻辑，把扩展GPIO端口从0开始编号，这种编号方便编程。
具体使用哪一种，需要看调用库用的哪一套，因为我用的这个库使用的是Bcm(引用的时候已经写明了BcmPin)所以查表得知，16接口对应的GPIO23，18接口对应的GPIO24
接口配置完毕以后我们就可以正式开始驱动四位数码管了
驱动数码管实际上是操控TM1637芯片，我们的操作规程需要满足TM1637芯片的特性，
其中最主要的特性是
//数据输入开始 void startDisp()
{
clkPin.Write(GpioPinValue.High);//CLK拉为高电平 dataPin.Write(GpioPinValue.High);//DIO拉为高电平 dataPin.Write(GpioPinValue.Low);//和上面那句指令一起就是DIO由高变低 clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//然后CLK上的时钟信号拉低，DIO接口的数据允许改变，代表开始写入数据
}
上面这四句执行完后，就表示告诉TM1637芯片，我要开始写数据了，后面DIO接口的任何电位变化，都是我要写的数据，下面就是写数据的过程
//开始写入数据
void writeByte(byte input)
{ for (int i = 0; i < 8; i++)//每次写入一个byte，一共8bit { clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//确保无误输入前再拉低一次时钟 ，代表开始写入数据 if ((input & 0x01) == 1)//判断每一位的高低电平 { dataPin.Write(GpioPinValue.High); } else { dataPin.Write(GpioPinValue.Low); } input >>= 1;//每写入完毕一次，移动一位 clkPin.Write(GpioPinValue.High);//每次输入完一位，就拉高一次时钟 } //应答信号ACK，这里本来是用来判断DIO脚是否被自动拉低，代表上面写入的数据TM1637已经接受到了
//但是我这里闲麻烦，直接将CLK信号低高低的拉，让芯片直接执行下一步操作 clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//先拉低 clkPin.Write(GpioPinValue.High);//需要判断D是否为低电平此期间C一直拉高 clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//应答完毕以后拉低C
}
上面执行完以后，我们就已经向芯片发送了一个字节，也就是8位的数据，写完以后，我们还需要告知芯片，数据传输完毕了
//结束条件是CLK为高时，DIO由低电平变为高电平 void stopDisp()
{
clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//先拉低CLK，代表允许DIO改变数据 dataPin.Write(GpioPinValue.Low);//拉低DIO clkPin.Write(GpioPinValue.High);//CLK拉高，满足结束条件前半部分 dataPin.Write(GpioPinValue.High);//DIO由低变高，代表数据输入结束
}
好了，上面三段代码一起执行完毕，就表示一个完整的，信号从准备输入，开始输入，结束输入的过程，每次要输入1字节，都需要经过以上三个过程，因此我们将上面三个过程分别写成各自的方法，毕竟是需要经常调用的东西，而且基本上都不会变。以上的代码实现，都是基于TM1637规格书，就是上面的接口说明实现的。
下面开始介绍该怎么在数码管上显示出东西来
在开始之前，我们先仔细看看数码管是怎么一个样子的
// A // --- // F | | B // -G- // E | | C // --- // D XGFEDCBA 00111111, // 0 //0x3f 00000110, // 1 //0x06 01011011, // 2 //0x5b 01001111, // 3 //0x4f 01100110, // 4 //0x66 01101101, // 5 //0x6d 01111101, // 6 //0x7d 00000111, // 7 //0x07 01111111, // 8 //0x7f 01101111, // 9 //0x6f 01110111, // A //0x77 01111100, // b //0x7C 00111001, // C //0X39 01011110, // d //0X5E 01111001, // E //0X79 01110001 // F //0X71
上图展示了数码管，一个字样的显示方式，跟我们写汉字一样，一共准备了7个笔画，我们想让哪个笔画亮起来，就让那个笔画的电平拉高就行，总的来说还是挺直观的，因为我们只有7个笔画，但是一个比特有8位，所有还有一位空置为低电平，如果有其他用处的话，可以补上()。于是我们把这些二进制，通过计算器换算成16进制的话就变成了0x3F样式的字节码
static byte[] Characters = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//0~9,A,b,C,d,E,F
当然，也可以自己任意根据上面的描述，编写想要的走线图案，不一定非要按照0到9的数字或者字母定式来写。
//设置基本参数 startDisp();//开始写入指令 writeByte(0x40);//指定功能参数 stopDisp();//结束写入指令 //设置显示地址以及显示内容 startDisp(); writeByte(0xC0);//设置首地址，指向第一个字符 var Date = DateTime.Now.ToString("hhmm").ToCharArray();//获得当前日期，并表示为小时分钟 byte[] Characters = { 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71 };//0~9,A,b,C,d,E,F for (int i = 0; i <4; i++)//循环更改四个字符的显示，想更改数码管的显示，只要更改循环体内的操作就行 { if (i != 1) writeByte(Characters[Date[i] - 48]);//从Characters数组根据索引获得字符显示的编码 else writeByte((byte)(Characters[Date[1] - 48] + 0x80));//第二个字符带有冒号，因此将第一位空置拉高 } stopDisp(); //开始写入亮度 startDisp(); writeByte(0x8f); stopDisp();
以上代码便是驱动数码管显示的完整代码，循环运行上述代码就能不断驱动数码管显示当前的时间，同时更改循环体内的writeByte()方法参数，就能实现不同字符的显示。startDisp();stopDisp(); writeByte();方法体，都在上面有完全的展示。
除去上述三个方法，
writeByte(0x40);//指定功能参数
writeByte(0xC0);//设置首地址，指向第一个字符
writeByte((byte)(Characters[Date[1] - 48] + 0x80));//显示 ：符号，这三个参数需要单独讲一下。
writeByte(0x8f);//指定亮度
首先，上述代码的先后顺序不能变，一定是先指定功能参数，后指定显示位置，然后指定显示内容，最后指定显示亮度
而功能参数0x40写入进去有啥用呢
我们查阅TM1637的规格书可知
0x40翻译成二进制便是
0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0
B7|B6|B5|B4|B3|B2|B1|B0
根据上述表格我们可以知道01000000（0X40）所代表的的意思就是
1:数据写到显示寄存器，也就是功能是显示
2:地址的增加模式是自+1
3:测试模式为普通模式
在此介绍一下前两种的区别
第一条的意思就是，这个芯片是支持按键响应和屏幕输出的，也就是说，如果B1置1则芯片功能是读取按钮 (虽然数位管上并没有任何按键)，B1置0就是显示输出模式
第二条的意思就是，
for (int i = 0; i <4; i++)//循环更改四个字符的显示，想更改数码管的显示，只要更改循环体内的操作就行 { writeByte(Characters[Date[i] - 48]);//从Characters数组根据索引获得字符显示的编码 }
如果B2置0，功能为自动地址增加模式，那么循环体内每次循环写入一个字符以后，下一次循环光标位置就会移到下一个字符的位置，就和我们打字类似
那么如果B2置1，功能为固定地址模式的话，顾名思义，就是哪个位置显示什么字符串由我们决定。
那么显示代码就变成了
startDisp(); writeByte(0xC0);//第一个字符 writeByte(Characters[Date[0] - 48]); stopDisp(); startDisp(); writeByte(0xC1);//第二个字符 writeByte(Characters[Date[1] - 48]); stopDisp(); startDisp(); writeByte(0xC2);//第三个字符 writeByte(Characters[Date[2] - 48]); stopDisp(); startDisp(); writeByte(0xC3);//第四个字符 writeByte(Characters[Date[3] - 48]); stopDisp();
那么这个0xC0,0xC1,0xC2,0xC3哪里来的呢，同样查阅规格书可知
就是11000000,11000001,11000010,11000011,上述几个二进制转换成16进制便是C0,C1,C2,C3，当然，该芯片最多可支持显示6个字符
对了，中间这个 ： 的符号，并不占用一个字符显示，这个符号归类到0xC1地址内，被当成了一个标点使用
XGFEDCBA 00111111, // 0 //0x3f
还记得上面那张图吧，A~G，分别表示7个笔画，但是多了一位闲置的在这里就派上用场了，只要把0xC1，也就是第二个字符的位置最高位置1，变成10111111，那么这个符号变会显示出来
writeByte((byte)(Characters[Date[1] - 48] + 0x80));
代码上就是在原先的基础上加上0x80就可以了。
上面的步奏全部完成以后，其实只是把需要显示的数据存到芯片里面而已，芯片还没有输出任何数据给数码管，因为我们还什么都看不到
所以我们还需要再输入一次命令
writeByte(0x8f);//指定亮度并显示
那这个 0x8f又是哪里来的呢
这里同样有一张表格，B3表示开关，B0~B2表示脉冲宽带pwm，脉冲宽度越长，代表输出给数码管的时间越长，也就越亮，参照之前的方法，把对应的8位二进制转换成16进制填入进去就行，我想都看到这里了，应该没啥疑问的。
好，上述就是完整的教程，下面贴完整代码
private static void Main(string[] args) { Pi.Init<BootstrapWiringPi>();//初始化通信接口，分配内存空间等 var clkPin = Pi.Gpio[BcmPin.Gpio23];//引用16接口 var dataPin = Pi.Gpio[BcmPin.Gpio24];//引用18接口 clkPin.PinMode = GpioPinDriveMode.Output;//设置16接口模式为输出 dataPin.PinMode = GpioPinDriveMode.Output;//设置18接口模式为输出 clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//初始化电平为低,可不加 dataPin.Write(GpioPinValue.Low);//初始化电平为低,可不加 void startDisp() { //数据输入开始 clkPin.Write(GpioPinValue.High);//CLK拉为高电平 dataPin.Write(GpioPinValue.High);//DIO拉为高电平 dataPin.Write(GpioPinValue.Low);//和上面那句指令一起就是DIO由高变低 clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//然后CLK上的时钟信号拉低，DIO接口的数据允许改变，代表开始写入数据 } void stopDisp() { //结束条件是CLK为高时，DIO由低电平变为高电平 clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//先拉低CLK，代表允许DIO改变数据 dataPin.Write(GpioPinValue.Low);//拉低DIO clkPin.Write(GpioPinValue.High);//CLK拉高，满足结束条件前半部分 dataPin.Write(GpioPinValue.High);//DIO由低变高，代表数据输入结束 } void writeByte(byte input) { //开始写入数据 for (int i = 0; i < 8; i++)//每次写入一个byte，一共8bit { clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//确保无误输入前再拉低一次时钟 ，代表开始写入数据 if ((input & 0x01) == 1)//判断每一位的高低电平 { dataPin.Write(GpioPinValue.High); } else { dataPin.Write(GpioPinValue.Low); } input >>= 1;//每写入完毕一次，移动一位 clkPin.Write(GpioPinValue.High);//每次输入完一位，就拉高一次时钟 } //应答信号ACK，这里本来是用来判断DIO脚是否被自动拉低，代表上面写入的数据TM1637已经接受到了， //但是我们这里闲麻烦，直接将CLK信号低高低的拉，让芯片直接执行下一步操作 clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//先拉低 clkPin.Write(GpioPinValue.High);//需要判断D是否为低电平此期间C一直拉高 clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//应答完毕以后拉低C } void Show() { //设置基本参数 startDisp();//开始写入指令 writeByte(0x40);//指定功能参数为自动增加 stopDisp();//结束写入指令 //设置显示地址以及显示内容 startDisp(); writeByte(0xC0);//设置首地址，指向第一个字符 var Date = DateTime.Now.ToString("hhmm").ToCharArray();//获得当前日期，并表示为小时分钟 byte[] Characters = { 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71 };//0~9,A,b,C,d,E,F for (int i = 0; i < Date.Length; i++) { if (i != 1) writeByte(Characters[Date[i] - 48]);//从Characters数组根据索引获得字符显示的编码 else writeByte((byte)(Characters[Date[1] - 48] + 0x80));//第二个字符带有冒号，因此将第一位空置拉高 } //开始写入亮度 startDisp(); writeByte(0x8f); stopDisp(); } while (true) { Show(); } }
以上是字符地址自增加的代码
private static void Main(string[] args) { Pi.Init<BootstrapWiringPi>();//初始化通信接口，分配内存空间等 var clkPin = Pi.Gpio[BcmPin.Gpio23];//引用16接口 var dataPin = Pi.Gpio[BcmPin.Gpio24];//引用18接口 clkPin.PinMode = GpioPinDriveMode.Output;//设置16接口模式为输出 dataPin.PinMode = GpioPinDriveMode.Output;//设置18接口模式为输出 clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//初始化电平为低,可不加 dataPin.Write(GpioPinValue.Low);//初始化电平为低,可不加 void startDisp() { //数据输入开始 clkPin.Write(GpioPinValue.High);//CLK拉为高电平 dataPin.Write(GpioPinValue.High);//DIO拉为高电平 dataPin.Write(GpioPinValue.Low);//和上面那句指令一起就是DIO由高变低 clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//然后CLK上的时钟信号拉低，DIO接口的数据允许改变，代表开始写入数据 } void stopDisp() { //结束条件是CLK为高时，DIO由低电平变为高电平 clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//先拉低CLK，代表允许DIO改变数据 dataPin.Write(GpioPinValue.Low);//拉低DIO clkPin.Write(GpioPinValue.High);//CLK拉高，满足结束条件前半部分 dataPin.Write(GpioPinValue.High);//DIO由低变高，代表数据输入结束 } void writeByte(byte input) { //开始写入数据 for (int i = 0; i < 8; i++)//每次写入一个byte，一共8bit { clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//确保无误输入前再拉低一次时钟 ，代表开始写入数据 if ((input & 0x01) == 1)//判断每一位的高低电平 { dataPin.Write(GpioPinValue.High); } else { dataPin.Write(GpioPinValue.Low); } input >>= 1;//每写入完毕一次，移动一位 clkPin.Write(GpioPinValue.High);//每次输入完一位，就拉高一次时钟 } //应答信号ACK，这里本来是用来判断DIO脚是否被自动拉低，代表上面写入的数据TM1637已经接受到了， //但是我们这里闲麻烦，直接将CLK信号低高低的拉，让芯片直接执行下一步操作 clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//先拉低 clkPin.Write(GpioPinValue.High);//需要判断D是否为低电平此期间C一直拉高 clkPin.Write(GpioPinValue.Low);//应答完毕以后拉低C } void Show() { //设置基本参数 startDisp();//开始写入指令 writeByte(0x44);//指定功能参数为固定地址显示 stopDisp();//结束写入指令 var Date = DateTime.Now.ToString("hhmm").ToCharArray();//获得当前日期，并表示为小时分钟 byte[] Characters = { 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71 };//0~9,A,b,C,d,E,F //设置显示地址以及显示内容 startDisp(); writeByte(0xC0);//第一个字符 writeByte(Characters[Date[0] - 48]); stopDisp(); startDisp(); writeByte(0xC1);//第二个字符 writeByte((byte)(Characters[Date[1] - 48] + 0x80));//第二个字符带有冒号，因此将第一位空置拉高 stopDisp(); startDisp(); writeByte(0xC2);//第三个字符 writeByte(Characters[Date[2] - 48]); stopDisp(); startDisp(); writeByte(0xC3);//第四个字符 writeByte(Characters[Date[3] - 48]); stopDisp(); //开始写入亮度 startDisp(); writeByte(0x8f); stopDisp(); } while (true) { Show(); } }
以上是固定字符显示代码
对于.net core的项目来说，如果想使用Mono运行，那么命令是
执行mono xxxx.dll的方式，如果是普通的.net4.0框架的程序才是mono xxxx.exe的方式
在树莓派Zero上使用C#+Mono驱动TM1637四位数码管
标签：树莓派 指令 技术 root权限 16进制 好的 armv6 sources cpu架构
原文地址：https://www.cnblogs.com/ACDIV/p/11625977.html
