pigpio库介绍-以产生PWM信号为例

1 为什么使用pigpio这个库？

树莓派中可用的GPIO库有很多，比如wiringpi，RPi.GPIO等等，都是非常简单使用的。而今天笔者要介绍的是pigpio库，他与RPi.GPIO相比，拥有诸多好处，例如精度高，波形可自定义等等，这是因为pigpio是用C语言编写的，从底层确保了其速度和精度。可以说，RPi.GPIO主要是面向刚使用的人群，它较为简单，而pigpio使用的人较少，并且文档也是全英文的，但是他的确适合精度要求更高的场景。本文简单介绍一下此库，并且将用产生方波信号为例子来显示pigpio的优势。

pigpio
在这里pigpio官方文档可以阅读其官方文档，作者将每个函数都进行了具体说明，举例子，因此使用起来也比较容易，但是需要一定的英语阅读能力。它对多种语言都设置了接口，比如Python，C，Java，Ruby，Node.js。
优势特征

1. 硬件时间采样率能够达到5微秒，并且针对所有的GPIO口
2. 能够对所有的GPIO实现硬件PWM
3. 能够用所有的GPIO口驱动伺服电机
4. 可以对所有的GPIO口设置回调函数(callback function)
5. 当任意GPIO口电平发生变化，可以通过管道机制(pipe)通知
6. 支持远程控制GPIO
7. 支持产生任意波形，由用户定义
8. 可以在守护进程(daemon)上创建并运行脚本
9. 可提供软件示波器
10. 封装了I2C，SPI总线协议

2 安装pigpio-以python为例

本文介绍python如何安装pigpio，如果读者需要其他语言的安装过程，可以在官方文档中寻找。Windows/Linux/MacOS理论上都可以安装此库，原理是类似的，本文直接介绍如何在树莓派上安装。

1. 首先建议更新一下
   sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade
2. 方式一：下载源代码编译

wget https://github.com/joan2937/pigpio/archive/master.zip
unzip master.zip
cd pigpio-master
make
sudo make install

3. 方式二：
   sudo apt-get install pigpio python-pigpio python3-pigpio
4. 安装完成后，可以对其进行检查
   sudo pigpiod # start daemon
./x_pigpio.py # check Python I/F to daemon

3 使用方法-以产生PWM信号为例

1. 在运行编写好的代码之前，需要先执行以下命令
   sudo pigpiod
   这样做是为了开启一个线程用于该库的运行，如果不这么做，在运行代码时会提示错误。如果你运行完了程序，想要关闭该库，可以使用如下命令
   sudo killall pigpiod
2. 编写代码，这部分就直接上例程了。

import pigpio
import time
pi = pigpio.pi()          # 初始化
if not pi.connected:      # 检查是否连接成功 
   exit()
user_gpio = 26
pulsewidth = 1500         # 可以设置500至1500，这是电平为1的时间，单位是微秒
'''
为伺服电机产生PWM信号，设置频宽为1500 us，该信号频率默认为50Hz
''' 
pi.set_servo_pulsewidth(user_gpio, pulsewidth)
time.sleep(10)            # 延迟10秒
pi.wave_tx_stop() 
pi.wave_clear()
pi.stop()

以上是一种比较初级的方法，不能改变频率，占空比等参数，对于更复杂，更实用的方法，将在之后的文章当中进行介绍。有兴趣的朋友如果用示波器对产生的波形进行检测，会发现其精度是非常高的，笔者测试后发现脉冲宽度和设定的几乎完全一致。