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【原创】树莓派3B开发Go语言（四）-自写库实现pwm输出

在前一小节中介绍了点亮第一个LED灯，这里我们准备进阶尝试下，输出第一段PWM波形。（PWM也就是脉宽调制，一种可调占空比的技术，得到的效果就是：如果用示波器测量引脚会发现有方波输出，而且高电平、低电平的时间是可调的。）

目前累计服务客户上1000+，积累了丰富的产品开发及服务经验。以网站设计水平和技术实力，树立企业形象，为客户提供网站制作、成都网站设计、网站策划、网页设计、网络营销、VI设计、网站改版、漏洞修补等服务。创新互联公司始终以务实、诚信为根本，不断创新和提高建站品质，通过对领先技术的掌握、对创意设计的研究、对客户形象的视觉传递、对应用系统的结合，为客户提供更好的一站式互联网解决方案，携手广大客户，共同发展进步。

这里爪爪熊准备写成一个golang的库，并开源到github上，后续更新将直接更新到github中，如果你有兴趣可以和我联系。 github.com/dpawsbear/bear_rpi_go

我在很多的教程中都看到说树莓派的PWM（硬件）只有一个GPIO能够输出，就是 GPIO1 。这可是不小的打击，因为我想使用至少四个 PWM ，还是不死心，想通过硬件手册上找寻蛛丝马迹，看看究竟怎么回事。

手册上找寻东西稍等下讲述，这里先提供一种方法测试 树莓派3B 的 PWM 方法：用指令控制硬件PWM。

这里通过指令的方式掌握了基本的pwm设置技巧，决定去翻一下手册看看到底PWM怎么回事，这里因为没有 BCM2837 的手册，根据之前文章引用官网所说， BCM2835 和 BCM2837 应该是一样的。这里我们直接翻阅 BCM2835 的手册，直接找到 PWM 章节。找到了如下图：

图中可以看到在博通的命名规则中 GPIO 12、13、18、19、40、41、45、52、53 均可以作为PWM输出。但是只有两路PWM0 PWM1。根据我之前所学知识，不出意外应该是PWM0 和 PWM1可以输出不一样的占空比，但是频率应该是一样的。因为没有示波器，暂时不好测试。先找到下面对应图：

根据以上两个图对比可以发现如下规律：

对照上面的表可以看出从 BCM2837 中印出来的能够使用在PWM上的就这几个了。

为了验证个人猜想是否正确，这里先直接使用指令的模式，模拟配置下是否能够正常输出。

通过上面一系列指令模拟发现，（GPIO1、GPIO26）、（GPIO23、GPIO24）是绑定在一起的，调节任意一个，另外一个也会发生变化。也即是PWM0、PWM1虽然输出了两路，可以理解成两路其实都是连在一个输出口上。这里由于没有示波器或者逻辑分析仪这类设备（仅有一个LED灯），所以测试很简陋，下一步是使用示波器这类东西对频率以及信号稳定性进行下测试。

小节：树莓派具有四路硬件输出PWM能力，但是四路中只能输出两个独立（占空比独立）的PWM，同时四路输出的频率均是恒定的。

上面大概了解清楚了树莓派3B的PWM结构，接下来就是探究如何使用Go语言进行设置。

因为拿到了手册，这里我想直接操作寄存器的方式进行设置，也是顺便学习下Go语言处理寄存器的过程。首先需要拿到pwm 系列寄存器的基地址，但是翻了一圈手册，发现只有偏移，没有找到基地址。

经过了一段时间的努力后，决定写一个 树莓派3B golang包开源放在github上，只需要写相关程序进行调用就可以了，以下是相关demo（pwm）（在GPIO.12 上输出PWM波，放上LED灯会有呼吸灯的效果，具体多少频率还没有进行测试）

以下是demo(pwm) 源码

Go语言的开源项目

1．Docker项目

网址为 。

介绍：Docker是一种操作系统层面的虚拟化技术，可以在操作系统和应用程序之间进行隔离，也可以称之为容器。Docker可以在一台物理服务器上快速运行一个或多个实例。例如，启动一个Cent OS操作系统，并在其内部命令行执行指令后结束，整个过程就像自己在操作系统一样高效。

2．golang项目

网址为 。

介绍：Go语言的早期源码使用C语言和汇编语言写成。从Go 1.5版本自举后，完全使用Go语言自身进行编写。Go语言的源码对了解Go语言的底层调度有极大的参考意义，建议希望对Go语言有深入了解的读者读一读。

3．Kubernetes项目

网址为 。

介绍：Google公司开发的构建于Docker之上的容器调度服务，用户可以通过Kubernetes集群进行云端容器集群管理。

4．etcd项目

网址为 。

介绍：一款分布式、可靠的KV存储系统，可以快速进行云配置。

5．beego项目

网址为 。

介绍：beego是一个类似Python的Tornado框架，采用了RESTFul的设计思路，使用Go语言编写的一个极轻量级、高可伸缩性和高性能的Web应用框架。

6．martini项目

网址为 。

介绍：一款快速构建模块化的Web应用的Web框架。

7．codis项目

网址为 Labs/codis。

介绍：国产的优秀分布式Redis解决方案。

8．delve项目

网址为 。

介绍：Go语言强大的调试器，被很多集成环境和编辑器整合。

如何创建，编译，打包go语言的源代码和工程

1.最简单的方法：

public static String reverse1(String str)

{ return new StringBuffer(str).reverse().toString();

}

2.最常用的方法：

public static String reverse3(String s)

{ char[] array = s.toCharArray();

String reverse = ""; //注意这是空串，不是null

for (int i = array.length - 1; i = 0; i--)

reverse += array[i];

return reverse;

}

3.常用方法的变形：

public static String reverse2(String s)

{ int length = s.length();

String reverse = ""; //注意这是空串，不是null

for (int i = 0; i length; i++)

reverse = s.charAt(i) + reverse;//在字符串前面连接， 而非常见的后面

return reverse;

}

如何配置go语言开发环境

1.1 Go 安装

Go的三种安装方式

Go有多种安装方式，你可以选择自己喜欢的。这里我们介绍三种最常见的安装方式：

Go源码安装：这是一种标准的软件安装方式。对于经常使用Unix类系统的用户，尤其对于开发者来说，从源码安装可以自己定制。

Go标准包安装：Go提供了方便的安装包，支持Windows、Linux、Mac等系统。这种方式适合快速安装，可根据自己的系统位数下载好相应的安装包，一路next就可以轻松安装了。**推荐这种方式**

第三方工具安装：目前有很多方便的第三方软件包工具，例如Ubuntu的apt-get、Mac的homebrew等。这种安装方式适合那些熟悉相应系统的用户。

最后，如果你想在同一个系统中安装多个版本的Go，你可以参考第三方工具GVM，这是目前在这方面做得最好的工具，除非你知道怎么处理。

Go源码安装

在Go的源代码中，有些部分是用Plan 9 C和ATT汇编写的，因此假如你要想从源码安装，就必须安装C的编译工具。

在Mac系统中，只要你安装了Xcode，就已经包含了相应的编译工具。

在类Unix系统中，需要安装gcc等工具。例如Ubuntu系统可通过在终端中执行sudo apt-get install gcc

libc6-dev来安装编译工具。

在Windows系统中，你需要安装MinGW，然后通过MinGW安装gcc，并设置相应的环境变量。

你可以直接去官网下载源码，找相应的goVERSION.src.tar.gz的文件下载，下载之后解压缩到$HOME目录，执行如下代码：

cd go/src

./all.bash

运行all.bash后出现"ALL TESTS PASSED"字样时才算安装成功。

上面是Unix风格的命令，Windows下的安装方式类似，只不过是运行all.bat，调用的编译器是MinGW的gcc。

如果是Mac或者Unix用户需要设置几个环境变量，如果想重启之后也能生效的话把下面的命令写到.bashrc或者.zshrc里面，

export GOPATH=$HOME/gopath

export PATH=$PATH:$HOME/go/bin:$GOPATH/bin

如果你是写入文件的，记得执行bash .bashrc或者bash

.zshrc使得设置立马生效。

如果是window系统，就需要设置环境变量，在path里面增加相应的go所在的目录，设置gopath变量。

当你设置完毕之后在命令行里面输入go，看到如下图片即说明你已经安装成功

图1.1 源码安装之后执行Go命令的图

如果出现Go的Usage信息，那么说明Go已经安装成功了；如果出现该命令不存在，那么可以检查一下自己的PATH环境变中是否包含了Go的安装目录。

关于上面的GOPATH将在下面小节详细讲解

Go标准包安装

Go提供了每个平台打好包的一键安装，这些包默认会安装到如下目录：/usr/local/go

(Windows系统：c:\Go)，当然你可以改变他们的安装位置，但是改变之后你必须在你的环境变量中设置如下信息：

export GOROOT=$HOME/go

export GOPATH=$HOME/gopath

export PATH=$PATH:$GOROOT/bin:$GOPATH/bin

上面这些命令对于Mac和Unix用户来说最好是写入.bashrc或者.zshrc文件，对于windows用户来说当然是写入环境变量。

如何判断自己的操作系统是32位还是64位？

我们接下来的Go安装需要判断操作系统的位数，所以这小节我们先确定自己的系统类型。

Windows系统用户请按Win+R运行cmd，输入systeminfo后回车，稍等片刻，会出现一些系统信息。在“系统类型”一行中，若显示“x64-based

PC”，即为64位系统；若显示“X86-based PC”，则为32位系统。

Mac系统用户建议直接使用64位的，因为Go所支持的Mac OS X版本已经不支持纯32位处理器了。

Linux系统用户可通过在Terminal中执行命令arch(即uname

-m)来查看系统信息：

64位系统显示

x86_64

32位系统显示

i386

Mac 安装

访问下载地址，32位系统下载go1.4.2.darwin-386-osx10.8.pkg，64位系统下载go1.4.2.darwin-amd64-osx10.8.pkg，双击下载文件，一路默认安装点击下一步，这个时候go已经安装到你的系统中，默认已经在PATH中增加了相应的~/go/bin,这个时候打开终端，输入go

看到类似上面源码安装成功的图片说明已经安装成功

如果出现go的Usage信息，那么说明go已经安装成功了；如果出现该命令不存在，那么可以检查一下自己的PATH环境变中是否包含了go的安装目录。

Linux 安装

访问下载地址，32位系统下载go1.4.2.linux-386.tar.gz，64位系统下载go1.4.2.linux-amd64.tar.gz，

假定你想要安装Go的目录为 $GO_INSTALL_DIR，后面替换为相应的目录路径。

解压缩tar.gz包到安装目录下：tar zxvf go1.4.2.linux-amd64.tar.gz -C

$GO_INSTALL_DIR。

设置PATH，export PATH=$PATH:$GO_INSTALL_DIR/go/bin

然后执行go

图1.2 Linux系统下安装成功之后执行go显示的信息

如果出现go的Usage信息，那么说明go已经安装成功了；如果出现该命令不存在，那么可以检查一下自己的PATH环境变中是否包含了go的安装目录。

Windows 安装

访问Google Code 下载页，32

位请选择名称中包含 windows-386 的 msi 安装包，64 位请选择名称中包含 windows-amd64 的。下载好后运行，不要修改默认安装目录

C:\Go\，若安装到其他位置会导致不能执行自己所编写的 Go 代码。安装完成后默认会在环境变量 Path 后添加 Go 安装目录下的 bin 目录

C:\Go\bin\，并添加环境变量 GOROOT，值为 Go 安装根目录 C:\Go\ 。

验证是否安装成功

在运行中输入 cmd 打开命令行工具，在提示符下输入 go，检查是否能看到 Usage 信息。输入

cd %GOROOT%，看是否能进入 Go 安装目录。若都成功，说明安装成功。

不能的话请检查上述环境变量 Path 和 GOROOT 的值。若不存在请卸载后重新安装，存在请重启计算机后重试以上步骤。

第三方工具安装

GVM

gvm是第三方开发的Go多版本管理工具，类似ruby里面的rvm工具。使用起来相当的方便，安装gvm使用如下命令：

bash (curl -s -S -L )

安装完成后我们就可以安装go了：

gvm install go1.4.2

gvm use go1.4.2

也可以使用下面的命令，省去每次调用gvm use的麻烦： gvm use go1.4.2 --default

执行完上面的命令之后GOPATH、GOROOT等环境变量会自动设置好，这样就可以直接使用了。

apt-get

Ubuntu是目前使用最多的Linux桌面系统，使用apt-get命令来管理软件包，我们可以通过下面的命令来安装Go，为了以后方便，应该把

git mercurial 也安装上：

sudo apt-get install python-software-properties

sudo add-apt-repository ppa:gophers/go

sudo apt-get update

sudo apt-get install golang-stable git-core mercurial

homebrew

homebrew是Mac系统下面目前使用最多的管理软件的工具，目前已支持Go，可以通过命令直接安装Go，为了以后方便，应该把

git mercurial 也安装上：

brew update brew upgrade

brew install go

brew install git

brew install mercurial