arduino i2c 如何写16位寄存器_树莓派3B开发Go语言（二）寄存器版本GPIO
作者：爪爪熊
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來源：簡書
之前將go語言的運行環境給搭建起來了，但是沒有開始真正的試試Go 語言操作樹莓派硬件的效果。
一、樹莓派3B硬件介紹
樹莓派3B采用了博通的BCM2837方案，而樹莓派2采用的是博通的BCM2836方案，這兩個方案 樹莓派2采用32bit的 ARMv7指令集的 ARM Cortex-A7 內核，樹莓派3B采用了 64bit的 ARMV8指令集的 AR Cortex-A53內核，看起來BCM2837似乎略勝一籌，畢竟升級到了64位處理器。一下是樹莓派3B的樣圖：
樹莓派3B.png
網上查閱了一圈資料，發現BCM2837的資料都沒放出來，在官網上找到了一則說明：
This is the Broadcom chip used in the Raspberry Pi 3, and in later models of the Raspberry Pi 2. The underlying architecture of the BCM2837 is identical to the BCM2836. The only significant difference is the replacement of the ARMv7 quad core cluster with a quad-core ARM Cortex A53 (ARMv8) cluster.
The ARM cores run at 1.2GHz, making the device about 50% faster than the Raspberry Pi 2. The VideocoreIV runs at 400Mhz.
Also see the Raspberry Pi 2's chip BCM2836 and the Raspberry Pi 1's chip BCM2835
看樣子官網說外設沒差別，就核心換了一下，那大致可以認為外設包括I2C、GPIO、SPI、timer這些基本的東西都沒有怎么變化才對。不過為了保險起見，還是查閱了相關文檔。以下是樹莓派3B GPIO引腳圖。
樹莓派3B 接口.png
對比一下樹莓派2的相關引腳圖：
樹莓派2 接口.png
仔細查閱了下，這上面常用的GPIO，SPI，I2C，UART都提供了。這還算好，發現常用的PWM不見了，這可有點麻煩了，后面再繼續研究PWM。
二、點亮LED燈
我們嘗試下所有開發板的第一個例程，點亮LED燈。這里找尋了一會暫時覺得可以使用下 nathan-osman 大神的 go-rpigpio 庫。
1安裝好了敲入以下代碼：
1保存并編譯：
1這時候我們在 GPIO2 和 GND 之間串上一個 LED 燈 和一個 1K的電阻，發現 LED燈已經開始以飛快的頻率閃爍了。
前一小節通過了調用github上某位同道中人寫好的庫，實現了對GPIO的操作，這里從原理上分析如何操作 樹莓派3B 的寄存器，也是從最簡單的例子開始，點亮第二個LED燈。
所以我們現在的任務：通過操作寄存器的方式點亮第二個LED燈(板子上的第10腳，對應BCM.GPIO15,也是之前圖中的RXD)。
BCM.GPIO15.png
三、分析下樹莓派硬件寄存器
BCM2835數據手冊
這里因為之前查閱了官網的說明，BCM2837 和 BCM2835 在外設這一塊是沒有變化的，所以我們可以直接參考 BCM2835 的數據手冊。我們直接翻閱到 89 頁左右，這里就是我們的目標了，GPIO 主要在第六章，這里找到下面這個表格：(圖片部分截取)
寄存器地址.png
可以看到在芯片地址中 GPIO 主要分布在 0x7E200000 這個地址往后走的一部分，最大的地址是 0x7E200B0。我們接著查閱芯片手冊中關于每個寄存器作用。最后確認下來，如果我們要點亮那個LED燈，需要將 BCM.GPIO15設置為輸出，且輸出一個高電平就可以了。通過找尋寄存器對應的區域，判斷到需要將下面圖2中15位設置為1(BCM.GPIO15設置為輸出模式)。
GPIOAFSR1.png
進一步設置中需要對輸出寄存器相關位進行賦值，可以將 BCM.GPIO15 設置為高，也就是下圖3中寄存器相關位。
GPSET0.png
當時設置了輸出位為高電平可以點亮LED燈，同時也需要輸出位為低電平以關閉LED燈，也就是下面圖4這個寄存器。
GPCLR0.png
了解清楚我們要操作的寄存器后，我們需要進一步確定這個地址到底是多少，通過手冊第5頁 圖5 我們可以看出實際上ARM的MMU把上面的 0x7E200000 這種實際地址映射到了0x20000000 到 0x40000000 這個地址上去，但是具體地址是多少也不是很清楚，這里就去找到了文檔 bcm2835 的c語言程序找尋蛛絲馬跡。后來發現了可以通過讀取 /proc/device-tree/soc/ranges 找到具體的外設地址和范圍，按照實際的偏移進行映射就可以使用了。
地址映射圖.png
四、實戰
經過了上面一圈的查資料、分析，發現思路越來越明朗了，這里就開始這幾實戰了。Go 語言對于指針操作會比C語言要求更為嚴格一點，也沒有宏定義可以使用，這里就直接定義到const中。
1本文源碼地址參見?github
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總結
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