用Raspberry Pi 4创建自定义协议

Question

你好，谢谢你的阅读。作为一个业余项目，我认为尝试创建自己的通信协议会很有趣。我正在尝试使用GPIO引脚在我的覆盆子Pi 4发送数字信号。使用Raspberry Pi的原因是因为我想将它连接到我想在Pi上运行的网页。我使用Python和RPi.GPIO库来控制引脚。我非常在这个项目的开始，但我已经遇到了一个问题。

当我的信号发送脉冲，我得到一个奇怪的偏移时，去更高的速度。见下面的代码：

import RPi.GPIO as GPIO
import time

pin = 18                        # select pin
pulse_time = 1/100              # set lenght of pulse

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)

GPIO.output(pin, GPIO.HIGH)     # set pin high
time.sleep(pulse_time)          # wait
GPIO.output(pin, GPIO.LOW)      # set pin low
time.sleep(pulse_time)
GPIO.output(pin, GPIO.HIGH)
time.sleep(pulse_time)

GPIO.cleanup()

在变量"pulse_time“中，我设置了脉冲的等待时间。在这种情况下，我试图以每秒100位的速度发送比特。每10毫秒就有1位。关于数据信号，请看下面的图片(很抱歉，我的示波器没有USB接口来截图)。

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在上面的图像中，您可以看到我用Python代码发送的2个脉冲。第一个脉冲正好有10毫秒长，和我想的一样，但是第二个脉冲已经有了轻微的偏移。当将bps改为1000而不是100时，偏移量会变得更糟。对于我的项目，我打算使用2400 bps的比特率。

我还尝试使用C++而不是Python来做同样的事情，因为C++在控制硬件方面通常更快/更好。遗憾的是，C++的GPIO库‘C++’被删除了，我找不到其他方法来使用C++来控制GPIO引脚。

现在我已经解释了情况，我有以下几个问题：

1. 我是否可以在Python中设置时钟速度，以便以设定的速度控制引脚？如果是的话，我能达到的最大速率是多少？
2. 是否有一种新的方法来使用C++而不是Python来控制GPIO引脚？
3. 我是一个白痴，因为我试图在树莓Pi上这样做，我应该使用其他的东西吗？

如有任何建议，将不胜感激。提前感谢您抽出时间回答我的任何问题。

Answer 1

我认为这种抵消可能来自运行GPIO.output(pin, GPIO.HIGH)所需的时间。

您可以通过测量这个执行时间并在time.sleep(...)中对其进行调整来改进这一点。(例如time.sleep(pulse_time - some_gpio_time) )

看看时差，用实验测量时间，或者你可以试著去测量它，然后在连续的睡眠中考虑它。

但是请记住，像这样的应用程序并不是为了满足硬实时需求，您总是会遇到一些错误。为了获得更好的计时，您需要将其实现为linux内核模块，但对于业余项目来说，这可能有点过头了。