怎么用Python开发OpenHarmony设备程序-GPIO外设控制

（以下内容来自嘉宾分享，不代表 OpenHarmony 项目群工作委员会观点）

唐佐林

Python SIG Leader、狄泰软件训练营创始人

软件架构师、视觉算法工程师

之前，我将 MicroPython 的解释器给“挖”了出来，然后做了适配，成功运行于 OpenHarmony 设备（Hi3861）之上（详见前一篇帖子：《用Python开发OpenHarmony设备程序-初体验》。

为了实现最初的梦想：通过 Python 降低 OpenHarmony 设备开发的门槛。最近我又开始创作起来，大刀阔斧的在之前工作的基础上做了 Python SDK 的设计和开发。终于，现在可以直接用 Python 来控制 OpenHarmony 开发板外设了。

OK！我们进入正题，直接上 Python 代码学习！

import gpio  # 导入 gpio 模块                                            import os    # 导入 os 模块                                                                                                         led = 7            # GPIO_7 连接了一个 LED 灯                                                                                                                                                                                                                                                                               gpio.gpio_init()   # 初始化系统 GPIO 环境                                                                                                  func = gpio.query_func_value(led, 'gpio')  # 查找 GPIO_7 目标功能编号                                                         # 'gpio' 指基本输入输出功能                                             gpio.set_func(led, func)           # 设置 GPIO_7 为基本输入输出                        gpio.set_dir(led, gpio.dir_out)    # 设置 GPIO_7 作为输出使用gpio.set_output(led, 1)            # 设置 GPIO_7 输出高电平                                   # 即：点亮 GPIO_7 上的 LED 灯                                                                                                                                                                while True:                                                          os.sleep(1)    # 休眠 1 秒                                                                                                              gpio.gpio_deinit()#清理GPIO环境

在这里给大家做一点点概念上的科普，帮助大家更好的理解代码。GPIO（General Purpose Input/Output）即：通用型输入输出的简称，其物理表现形式为：可接收或输出电信号的引脚，使用者可根据需要将其作为输入（GPI）或输出（GPO）使用。并且， 一般情况下，开发板上都有多个 GPIO 引脚供使用。当 GPIO 作为输出使用时，输出的电信号为高电平（1）或者低电平（0），因此，只要在电路上稍加设计就可以接入外设（如：LED灯，电动机，等），并通过程序控制外设的状态。有了这些概念之后，上面的示例的代码理解起来就简单了！无非就是将 LED 灯（一种外设）接入第 7 号 GPIO 引脚，并通过程序设置第 7 号引脚输出高电平，点亮 LED 灯。

如果只是单纯的通过代码点亮一个 LED 灯，是真的不难，但也是真的挺无聊。所以，再给大家一个稍微复杂一点的示例：通过开关控制 LED 灯的状态。

Show me the code!

import gpio                                                       import os                                                                                                                             led = 7                                                          button = 11     # GPIO_11 接入了一个按键                                                                                                                                    led_on = False  # 标识 LED 灯的状态                                                 
# 按键回调函数                                                                   
def button_callback(arg) :                                           cur_tick = os.get_tick()         # 获取系统当前 tick 用于实现按键防抖                                                                                               
    if cur_tick - arg[0] > 20:       # 当时间流失量大于 20 tick 时                                         # 改变 LED 灯的状态        global led_on                                 if led_on :                  # 当前状态为“打开”，则关闭 LED 灯                                        gpio.set_output(led, 0)                                          led_on = False                                                   print('LED is OFF!')                                         else :                       # 当前状态为“关闭”，则打开 LED 灯                              gpio.set_output(led, 1)                                         led_on = True                                                    print('LED is ON!')                                                                                                             arg[0] = cur_tick            # 记录当前 tick 为下次按键触发做准备                                

                                                                   gpio.gpio_init()                                                                                                                    func = gpio.query_func_value(led, 'gpio')                                                                                           gpio.set_func(led, func)                                         gpio.set_dir(led, gpio.dir_out)                                  gpio.set_output(led, 0)                                                                                                             func = gpio.query_func_value(button, 'gpio') # 查找 GPIO_11 目标功能编号                                                                 # 'gpio' 指基本输入输出功能                      gpio.set_func(button, func)                  # 设置 GPIO_11 为基本输入输出                          gpio.set_dir(button, gpio.dir_in)            # 设置 GPIO_11 作为输入使用                gpio.set_pull(button, gpio.pull_up)          # 设置 GPIO_11 的初始态为高电平                    gpio.set_isr_mode(button, gpio.fall_low)     # 设置 GPIO_11 在从高电平到低电平                                             # 转换时触发中断                                             
                                             # 设置 btton_callback 为中断触发时会调用的函数
gpio.register_isr_func(button, button_callback, [os.get_tick()])                                                                    while True:                                                          os.sleep(1)                                                                                                                     gpio.gpio_deinit()

这个示例比上一个复杂了一些，然而，本质却依旧是 GPIO 外设控制。在硬件连接上，第 11 号 GPIO 引脚接入了一个按键，其目的是接收按键的信号，既然是接收信号那么显然 GPIO 基本功能应该设置为“输入”（与连接 LED 的第 7 号 GPIO 基本功能设置相反）。并且，将初始状态设置为高电平（pull up）态，当引脚电平从高电平转为低电平（按键被按下）时触发中断。最后，设置中断触发后调用的函数为 button_callback，当这个函数被调用时会通过 GPIO_7 改变外接 LED 灯的状态。

整个过程如下图所示：

相信大家已经迫不及待想要动手实战，体验一下 Python 操作外设的快感了。

操作步骤

下载附件中的 libdtpython.a 并存储到 /code/vendor/hisi/hi3861/hi3861/build/libs （详见前一篇帖子）

编写 Python 代码并使用工具 Txt2CStr.exe 转换为 C 数组（详见前一篇帖子）

将转换后的代码加入附件中的 demo 工程中编译并执行

注意事项

由于在 Python 中提供了 i2c 相关接口，因此，需要改动文件 user_config.mk。

路径：

/code/vendor/hisi/hi3861/hi3861/build/config/usr_config.mk

配置：

CONFIG_I2C_SUPPORT=y

代码已经开源，欢迎下载体验！

https://gitee.com/openharmony-sig/python

编辑：jq