go语言实现仪器控制,go语言运行原理

【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。）

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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语言命令行利器cobra使用教程

cobra是一个提供简单接口来创建强大的现代CLI界面的库类似git git tools，cobra也是一个应用程序，它会生成你的应用程序的脚手架来快速开发基于cobra的应用程序

cobra提供：

cobra建立在命令、参数、标志的结构之上

commands代表动作，args是事物，flags是动作的修饰符

最好的应用程序在使用时读起来就像句子，因此，用户直观地知道如何与它们交互

模式如下：APPNAME VERB NOUN --ADJECTIVE. or APPNAME COMMAND ARG --FLAG（APPNAME 动词 名词 形容词 或者 APPNAME 命令 参数 标志）

一些真实世界的好例子可以更好地说明这一点

kubectl 命令更能体现APPNAME 动词 名词 形容词

如下的例子，server 是command，port是flag

这个命令中，我们告诉git 克隆url

命令是应用程序的中心点，应用程序支持的每一个交互都包含在一个命令中，命令可以有子命令，也可以运行操作

在上面的例子中，server是命令

更多关于cobra.Command

flag是一种修改命令行为的方式，cobra支持完全兼容POSIX标志，也支持go flag package，cobra可以定义到子命令上的标志，也可以仅对该命令可用的标志

在上面的命令中，port是标志

标志的功能由 pflag library 提供，pflag library是flag标准库的一个分支，在添加POSIX兼容性的同时维护相同的接口。

使用cobra很简单，首先，使用go get按照最新版本的库，这个命令会安装cobra可执行程序以及库和依赖项

下一步，引入cobra到应用程序中

虽然欢迎您提供自己的组织，但通常基于Cobra的应用程序将遵循以下组织结构：

在Cobra应用程序中，main.go文件通常非常简单。它有一个目的：初始化Cobra。

使用cobra生成器

cobra提供了程序用来创建你的应用程序然后添加你想添加的命令，这是将cobra引入应用程序最简单的方式

这儿 你可以发现关于cobra的更多信息

要手动实现cobra，需要创建一个main.go 和rootCmd文件，可以根据需要提供其他命令

Cobra不需要任何特殊的构造器。只需创建命令。

理想情况下，您可以将其放在app/cmd/root.go中：

在init（）函数中定义标志和处理配置

例子如下，cmd/root.go:

创建main.go

使用root命令，您需要让主函数执行它。为清楚起见，Execute应该在根目录下运行，尽管它可以在任何命令上调用。

在Cobra应用程序中，main.go文件通常非常简单。它有一个目的：初始化Cobra。

可以定义其他命令，通常每个命令在cmd/目录中都有自己的文件。

如果要创建版本命令，可以创建cmd/version.go并用以下内容填充它：

如果希望将错误返回给命令的调用者，可以使用RunE。

然后可以在execute函数调用中捕获错误。

标志提供修饰符来控制操作命令的操作方式。

由于标志是在不同的位置定义和使用的，因此我们需要在外部定义一个具有正确作用域的变量来分配要使用的标志。

有两种不同的方法来分配标志。

标志可以是“持久”的，这意味着该标志将可用于分配给它的命令以及该命令下的每个命令。对于全局标志，在根上指定一个标志作为持久标志。

也可以在本地分配一个标志，该标志只应用于该特定命令。

默认情况下，Cobra只解析目标命令上的本地标志，而忽略父命令上的任何本地标志。通过启用Command.TraverseChildren，Cobra将在执行目标命令之前解析每个命令上的本地标志。

使用viper绑定标志

在本例中，持久标志author与viper绑定。注意：当用户未提供--author标志时，变量author将不会设置为config中的值。

更多关于 viper的文档

Flags默认是可选的，如果希望命令在未设置标志时报告错误，请根据需要进行标记：

持久性Flags

可以使用命令的Args字段指定位置参数的验证。

内置了以下验证器：

在下面的示例中，我们定义了三个命令。两个是顶级命令，一个（cmdTimes）是顶级命令之一的子命令。在这种情况下，根是不可执行的，这意味着需要一个子命令。这是通过不为“rootCmd”提供“Run”来实现的。

我们只为一个命令定义了一个标志。

有关标志的更多文档，请访问

对于一个更完整的例子更大的应用程序，请检查 Hugo 。

当您有子命令时，Cobra会自动将help命令添加到应用程序中。当用户运行“应用程序帮助”时，将调用此函数。此外，help还支持所有其他命令作为输入。例如，您有一个名为“create”的命令，没有任何附加配置；调用“app help create”时，Cobra将起作用。每个命令都会自动添加“-help”标志。

以下输出由Cobra自动生成。除了命令和标志定义之外，不需要任何东西。

帮助就像其他命令一样。它周围没有特殊的逻辑或行为。事实上，你可以提供你想提供的。

您可以为默认命令提供自己的帮助命令或模板，以用于以下功能：

当用户提供无效的标志或无效的命令时，Cobra通过向用户显示“用法”来响应。

你可以从上面的帮助中认识到这一点。这是因为默认帮助将用法作为其输出的一部分嵌入。

您可以提供自己的使用函数或模板供Cobra使用。与帮助一样，函数和模板也可以通过公共方法重写：

如果在root命令上设置了version字段，Cobra会添加一个顶级的'--version'标志。运行带有“-version”标志的应用程序将使用版本模板将版本打印到标准输出。可以使用cmd.SetVersionTemplate（s string）函数自定义模板。

可以在命令的主运行函数之前或之后运行函数。PersistentPreRun和PreRun函数将在运行之前执行。PersistentPostRun和PostRun将在运行后执行。如果子函数不声明自己的函数，则它们将继承Persistent*Run函数。这些函数按以下顺序运行：

输出：

当发生“未知命令”错误时，Cobra将打印自动建议。这使得Cobra在发生拼写错误时的行为类似于git命令。例如：

基于注册的每个子命令和Levenshtein距离的实现，建议是自动的。匹配最小距离2（忽略大小写）的每个已注册命令都将显示为建议。

如果需要在命令中禁用建议或调整字符串距离，请使用：

or

您还可以使用SuggestFor属性显式设置将为其建议给定命令的名称。这允许对在字符串距离方面不接近的字符串提供建议，但在您的一组命令中是有意义的，并且对于某些您不需要别名的字符串。例子：

Cobra可以基于子命令、标志等生成文档。请在 docs generation文档 中阅读更多关于它的信息。

Cobra可以为以下shell生成shell完成文件：bash、zsh、fish、PowerShell。如果您在命令中添加更多信息，这些补全功能将非常强大和灵活。在 Shell Completions 中阅读更多关于它的信息。

Cobra is released under the Apache 2.0 license. See LICENSE.txt

GO语言（十一）：开始使用多模块工作区

本教程介绍 Go 中多模块工作区的基础知识。使用多模块工作区，您可以告诉 Go 命令您正在同时在多个模块中编写代码，并轻松地在这些模块中构建和运行代码。

在本教程中，您将在共享的多模块工作区中创建两个模块，对这些模块进行更改，并在构建中查看这些更改的结果。

本教程需要 go1.18 或更高版本。使用go.dev/dl中的链接确保您已在 Go 1.18 或更高版本中安装了 Go 。

首先，为您要编写的代码创建一个模块。

1、打开命令提示符并切换到您的主目录。

在 Linux 或 Mac 上：

在 Windows 上：

2、在命令提示符下，为您的代码创建一个名为工作区的目录。

3、初始化模块

我们的示例将创建一个hello依赖于 golang.org/x/example 模块的新模块。

创建你好模块：

使用 . 添加对 golang.org/x/example 模块的依赖项go get。

在 hello 目录下创建 hello.go，内容如下：

现在，运行 hello 程序：

在这一步中，我们将创建一个go.work文件来指定模块的工作区。

在workspace目录中，运行：

该go work init命令告诉为包含目录中模块的工作空间go创建一个文件 。go.work./hello

该go命令生成一个go.work如下所示的文件：

该go.work文件的语法与go.mod相同。

该go指令告诉 Go 应该使用哪个版本的 Go 来解释文件。它类似于文件中的go指令go.mod 。

该use指令告诉 Go在进行构建时hello目录中的模块应该是主模块。

所以在模块的任何子目录中workspace都会被激活。

2、运行工作区目录下的程序

在workspace目录中，运行：

Go 命令包括工作区中的所有模块作为主模块。这允许我们在模块中引用一个包，即使在模块之外。在模块或工作区之外运行go run命令会导致错误，因为该go命令不知道要使用哪些模块。

接下来，我们将golang.org/x/example模块的本地副本添加到工作区。然后，我们将向stringutil包中添加一个新函数，我们可以使用它来代替Reverse.

在这一步中，我们将下载包含该模块的 Git 存储库的副本golang.org/x/example，将其添加到工作区，然后向其中添加一个我们将从 hello 程序中使用的新函数。

1、克隆存储库

在工作区目录中，运行git命令来克隆存储库：

2、将模块添加到工作区

该go work use命令将一个新模块添加到 go.work 文件中。它现在看起来像这样：

该模块现在包括example.com/hello模块和 `golang.org/x/example 模块。

这将允许我们使用我们将在模块副本中编写的新代码，而不是使用命令stringutil下载的模块缓存中的模块版本。

3、添加新功能。

我们将向golang.org/x/example/stringutil包中添加一个新函数以将字符串大写。

将新文件夹添加到workspace/example/stringutil包含以下内容的目录：

4、修改hello程序以使用该功能。

修改workspace/hello/hello.go的内容以包含以下内容：

从工作区目录，运行

Go 命令在go.work文件指定的hello目录中查找命令行中指定的example.com/hello模块 ，同样使用go.work文件解析导入golang.org/x/example。

go.work可以用来代替添加replace 指令以跨多个模块工作。

由于这两个模块在同一个工作区中，因此很容易在一个模块中进行更改并在另一个模块中使用它。

现在，要正确发布这些模块，我们需要发布golang.org/x/example 模块，例如在v0.1.0. 这通常通过在模块的版本控制存储库上标记提交来完成。发布完成后，我们可以增加对 golang.org/x/example模块的要求hello/go.mod：

这样，该go命令可以正确解析工作区之外的模块。