Pigpio 指南：控制树莓派GPIO的利器

1. 项目介绍

Pigpio 是一个专为树莓派设计的 C 语言库，它提供了对通用输入输出（GPIO）的控制功能。通过 Pigpio 库，你可以实现高速采样、脉宽调制（PWM）、伺服脉冲生成以及回调函数等功能。此外，还提供了一系列实用程序，如 pigpiod 后台服务、Python 模块、piscope 波形查看器等，便于开发和调试。

主要特点

• 高速采样：支持在 100,000 到 1,000,000 次/秒之间对 GPIO 进行采样。
• PWM 功能：可在任意数量的 GPIO 上同时进行 PWM 输出。
• 伺服脉冲：在多个 GPIO 上同步发送伺服脉冲。
• 回调机制：当 GPIO 状态改变时，能够触发回调函数，时间精度可达微秒级别。
• 通知接口：可用于 pigs 工具和 Python 模块。

2. 项目快速启动

首先，确保你的树莓派已经安装了最新的 Raspbian 系统。然后执行以下步骤：

安装 Pigpio

sudo apt-get update
sudo apt-get install pigpio

启动 pigpiod 服务

sudo systemctl start pigpiod
# 或者
sudo service pigpiod start

测试 GPIO 控制

使用 pigs 命令行工具设置 GPIO：

# 设置 GPIO 17 为高电平
pigs o 17 1
# 获取 GPIO 17 的状态
pigs g 17

Python 示例

安装 Python 模块并尝试控制 GPIO：

pip install pigpio

接着，编写一个简单的 Python 脚本：

import pigpio

pi = pigpio.pi()
if not pi.connected:
    raise Exception("Failed to connect to pigpio")

pi.set_mode(17, pigpio.OUTPUT)
pi.write(17, True)

input("Press Enter to stop...") # 按回车退出
pi.stop() 

运行脚本：

python3 test_gpio.py

3. 应用案例和最佳实践

示例1：PWM 亮度控制

import time
import pigpio

pi = pigpio.pi()
led_pin = 18
pi.set_PWM_dutycycle(led_pin, 0)

try:
    while True:
        duty = int(input(f"Enter brightness level (0-100): "))
        pi.set_PWM_dutycycle(led_pin, duty * 10)
        time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
    pi.set_PWM_dutycycle(led_pin, 0)
finally:
    pi.stop()

# 提示：按 Ctrl+C 终止程序

最佳实践

1. 总是在使用完毕后调用 pi.stop() 来关闭与 pigpio 的连接。
2. 使用回调函数处理实时事件以提高响应速度。
3. 定期更新库到最新版本以获取新特性和修复。

4. 典型生态项目

Pigpio 在树莓派社区中有许多实际的应用场景，例如：

• piscope - 数字波形查看器，用于观察 GPIO 波形。
• gpiozero - Python 库，利用 pigpio 实现更高级别的 GPIO 接口。
• RPi.GPIO - 另一广泛使用的 Python GPIO 库，虽然不是直接依赖 pigpio，但可以通过 pigpio 模块获得增强性能。

以上内容为你介绍了 Pigpio 的基本用法和一些应用场景。若需了解更多详细信息，可参考官方文档 http://abyz.me.uk/rpi/pigpio/。