Funpack3-5使用BBB板点灯

内容介绍

一、硬件介绍：

一直期盼的linux板子终于来了，funpack3-5提供了三块开发板供选择，第一块就是这个BeagleBone® Black狗板啦！不过在此之前，自己确实没有留意过这个BBB的linux开发板，上网查了介绍，发现它是和树莓派齐名的linux开发板。BeagleBone 可以运行完整的 Linux 系统，程序的编写、编译和调试都可以在板子上进行，而且支持多种编程语言，如常用的 C、C++、Python、perl 都可以在 BeagleBone 内使用。此外，BeagleBone 还自带了基于 Web 的 Cloud9 编辑器以及对应的 BoneScript 语言，可以方便的在电脑浏览器中对 BeagleBone 进行编程。

BeagleBone Black 是一款基于 TI 公司 AM3358 处理器的开发套件，处理器集成了高达 1GHz 的 ARM Cortex A8 内核，并提供了丰富的外设接口，包括网口、USB Host、USB OTG、TF卡接口、串口、JTAG接口（默认不焊）、HDMI D Type 接口、eMMC、ADC、I2C、SPI 、PWM 和 LCD 接口。板载了512MB DDR3 SDRAM 内存，和4G的eMMC Flash固盘。

性能方面不算很高，但是够用，主打一个接口多。不过4G固盘，确实有点不够用，好在还有SD卡槽，可以进行扩充存储。

二、任务选择：

选择了BBB板子，我选择了任务2：在系统中建立一个网页，并且与LED联动，使用网线连接到设备上时，可以从网页中控制LED的开关与闪烁。

三、准备工作：

1、升级操作系统。拿到板子第一步，习惯性先升级系统。去官方主页下载最新的Debian的镜像文件，要留意上边的文件筛选，他家的产品还是挺多的，这里要选择手头这个BeagleBone Black开发板的镜像文件。这里我选择的是“BeaglePlay Debian 12.7 2024-09-04 XFCE Flasher”

通过Win32DiskImager进行烧录SD卡，然后插入SD卡，就可以通过SD卡启动，启动后，板子上的蓝灯会闪烁，应该是将SD卡的内容拷贝到固盘上，等待即可。

2、联网。BBB板子作为单板计算机，是提供了SSH服务，通过网络可以登录到操作系统来操作硬件的。系统将USB口作为网口进行了驱动，默认的IP为“192.168.7.2”，用户为“debian”，密码为：“temppwd”，超级用户密码也是“temppwd”。

板子上还提供了一个RJ45网口，另外还有一个USB口，在这里将手头的WAN1100网口通过USB口插入，无需安装驱动，即可可以识别到无线网卡了。

通过文件"/etc/network/interfaces"配置有线网络。

source /etc/network/interfaces.d/*
auto eth0 
iface lo inet loopback
allow-hotplug eth0
iface eth0 inet static 
address 100.196.128.14
netmask 255.255.255.224

通过文件“/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant-wlan0.conf”配置无线网络，连接自己的wifi。

ctrl_interface=DIR=/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1
p2p_disabled=1
#country=US

network={
	ssid="Xiaomi 13"
	psk="weile150"
}

然后通过命令 "sudo apt update;sudo apt upgrade"对系统做一下升级。

四、任务实现：

使用web页面控制LED灯的状态。在单板计算机上实现这个功能，和使用单片机实现区别还是蛮大的。在BBB板子上可以运行Python，所以就计划直接使用python来实现WEB页面的管理。BBB板子的GPIO口，也有python对应的库来实现管理，所以整个任务使用python来实现就变得很简单了。

1、安装对应的python包。

pip3 install --upgrade Adafruit_BBIO
pip3 install flask

Flask 是一个用 Python 编写的轻量级 Web 应用框架。使用这个框架，可以很轻易地搭建自己的WEB服务。Adafruit BBIO 是一个 API，用于从 Beaglebone 上运行的 Python 应用程序启用GPIO、PWM、ADC、UART、SPI和eQEP（正交编码器）硬件访问。

2、设计web页面。浏览器访问时，读取的内容为服务器传递的html页面，在这个页面中，添加了3个按钮，分别对应了“LED灯开”、“LED灯关”、“LED灯闪烁”三个功能。

<!Document html>
  <meta charset="utf-8">
  <meta name="viewport" content="width=device-width,initial-scale=1">
  <!-- 新 Bootstrap 核心 CSS 文件 -->
  <link rel="stylesheet" href="//cdn.bootcss.com/bootstrap/3.3.5/css/bootstrap.min.css">
  <!-- 可选的Bootstrap主题文件（一般不用引入） -->
  <link rel="stylesheet" href="//cdn.bootcss.com/bootstrap/3.3.5/css/bootstrap-theme.min.css">
  <style>
      a {
        width:100%
      }
  </style>
  <head>
      <title>LED灯开关</title>
  </head>
  <body>
      <div class="container-fluid">
        <div class="row">
          <a href="/on" class="btn btn-success btn-lg" role="butoon">开</a>
        </div>
        </br>
        <div class="row">
          <a href="/off" class="btn btn btn-info btn-lg" role="button">关</a>
        </div>
        </br>
        <div class="row">
          <a href="/sansuo" class="btn btn-danger btn-lg" role="button">闪烁</a>
        </div>
      </div>
      <!-- jQuery文件。务必在bootstrap.min.js 之前引入 -->
      <script src="//cdn.bootcss.com/jquery/1.11.3/jquery.min.js"></script>
      <!-- 最新的 Bootstrap 核心 JavaScript 文件 -->
      <script src="//cdn.bootcss.com/bootstrap/3.3.5/js/bootstrap.min.js"></script>
  </body>

3、搭建WEB服务。使用flask的框架。先建立文件夹BBB_led 作为项目目录。在文件夹下建立子文件夹templates，用来存放web页面，将上边的页面文件命名为"ctlled.html"，最后在项目文件夹BBB_led下，建立python文件BBB_led

app = Flask(__name__)
# 进入的首个网页
@app.route('/', methods=['GET', 'POST'])
def main():
    return render_template("ctlled.html")  # 返回网页

4、控制LED。BBB开发板上使用两组23X2的排母，将管脚引了出来。可以通过映射去控制对应的管脚。板子上还有4颗LED灯，分别是USER0、USER1、USER2、USER3。在这里，我直接使用板子上的LED0的灯来做展示。

浏览器通过get方式访问，后台通过不同的字符串来执行相应的动作。

# 点击打开
@app.route('/on', methods=['GET'])
def on():
    GPIO.output("USR0", GPIO.HIGH)  # GPIO.26高电平
    time.sleep(3.5)  # 延时3.5s
    print("555")  # 打印555
    return render_template("ctlled.html")  # 返回一开始的页面

# 点击关闭
@app.route("/off", methods=['GET'])
def off():
    GPIO.output("USR0", GPIO.LOW)  # GPIO.26低电平
    time.sleep(3.5)
    print("666")
    return render_template("ctlled.html")  # #返回一开始的页面

 # 点击闪烁
@app.route("/sansuo", methods=['GET'])
def sansuo():
    for i in range(10):
        GPIO.output("USR0", GPIO.HIGH)
        time.sleep(0.2)
        GPIO.output("USR0", GPIO.LOW)
        time.sleep(0.2)
    print("666")
    return render_template("ctlled.html")

五、效果展示：

六、心得体会：

终于等到了linux的开发板，能参加这次活动超级开心。单板计算机既能很好地跑各种软件，如C、python，又能和底层硬件打交道，控制GPIO的输出、输入。在整个学习过程中，还有各位老师的耐心指导，非常感谢！