树莓派折腾日记-数码管显示 ip 地址

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用远程终端控制树莓派，首先要知道树莓派的 ip 地址，本文展示了使用一个四位的七段数码管显示树莓派 ip 地址的实际操作过程。

材料清单

  • 四位七段数码管一个(我用的是共阳极的)
  • 杜邦线若干(至少要 10 根)

电路连接

七段数码管的原理图

数码管

如何驱动

  • 6 8 9 12 四个引脚用于选择数码管
  • 11 7 4 2 1 10 5 分别对应数码管的的 A B C D E F G 七个led灯
  • 通过树莓派的 GPIO 不停地改变这些引脚的状态来使数码管显示数字

连线图

树莓派 GPIO 参考图
数码管

以下表所示的对应关系连线，(ps: 具体可自行分配，仅供参考)

树莓派 GPIO 功能名 对应数码管的引脚
GPIO.0 6
GPIO.1 8
GPIO.2 9
GPIO.21 11
GPIO.22 7
GPIO.23 4
GPIO.24 2
GPIO.25 1
GPIO.26 10
GPIO.27 5

驱动代码

用 C 语言写的驱动程序，使用了 wiringPi 库

wiringPi 库用如下方式下载

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git clone git://git.drogon.net/wiringPi

也可以到 http://wiringpi.com 进行下载

下面是驱动代码

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// File Name: led.c

#include<stdio.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<wiringPi.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/socket.h>
#include<arpa/inet.h>
#include<netinet/in.h>
#include<netdb.h>
#include<sys/ioctl.h>
#include<sys/types.h>
#include<net/if.h>

/*
 * 
 *    __1__
 *   |     |
 *   6     2
 *   |--7--|
 *   |     |
 *   5     3
 *   |__4__|
 *

 * 0 -- 0111111 -- 0x3f
 * 1 -- 0000110 -- 0x06
 * 2 -- 1011011 -- 0x5b
 * 3 -- 1001111 -- 0x4f
 * 4 -- 1100110 -- 0x66
 * 5 -- 1101101 -- 0x6d
 * 6 -- 1111101 -- 0x7d
 * 7 -- 0000111 -- 0x07
 * 8 -- 1111111 -- 0x7f
 * 9 -- 1101111 -- 0x6f
 */

#define PIN_NUM 7
#define SEL_NUM 3

#define IP_SIZE 16

int pins[] = {21, 22, 23, 24, 25, 26, 27};
int sels[] = {0, 1, 2};
int nums[] = {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f};

// 处理 SIGINT 信号，保证程序退出时 GPIO 复位，使得数码管熄灭
void signal_handle(int signum)
{
    int i = 0;
    for(i = 0; i < PIN_NUM; ++i)
        digitalWrite(pins[i], LOW); 
    for(i = 0; i < SEL_NUM; ++i)
        digitalWrite(sels[i], LOW);
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

void init()
{
    wiringPiSetup();
    int i = 0;
    for(i = 0; i < PIN_NUM; ++i)
        pinMode(pins[i], OUTPUT);
    for(i = 0; i < SEL_NUM; ++i)
        pinMode(sels[i], OUTPUT);
    for(i = 0; i < PIN_NUM; ++i)
        digitalWrite(pins[i], LOW); 
    for(i = 0; i < SEL_NUM; ++i)
        digitalWrite(sels[i], LOW);
    signal(SIGINT, signal_handle);
    printf("Use Ctrl+c to exit.\n");
}

void flush(int sel, int num)
{
    int i = 0;
    int n = nums[num];
    digitalWrite(sels[sel], HIGH);
    for(i = 0; i < SEL_NUM; ++i)
        if(sel != i)
            digitalWrite(sels[i], LOW);

    for(i = 0; i < PIN_NUM; ++i)
    {
        if(n & (1 << i))
            digitalWrite(pins[i], LOW);
        else
            digitalWrite(pins[i], HIGH);
    }
}

// 获取某个网卡的ip地址
int getlocalip(const char * eth_inf, char *ip)
{
    int sd;
    struct sockaddr_in sin;
    struct ifreq ifr;

    sd = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
    if( -1 == sd )
    {
        perror("Socket error.");
        return -1;
    }

    strncpy(ifr.ifr_name, eth_inf, IFNAMSIZ);
    ifr.ifr_name[IFNAMSIZ - 1] = 0;

    if( ioctl(sd, SIOCGIFADDR, &ifr) < 0 )
    {
        perror("ioctl error.");
        close(sd);
        return -1;
    }

    memcpy(&sin, &ifr.ifr_addr, sizeof(sin));
    snprintf(ip, IP_SIZE, "%s", inet_ntoa(sin.sin_addr));

    close(sd);
    return 0;
}

int main()
{
    init();
    int i = 0 ;

    char ip[16] = {0};
    // 此处获取哪个网卡的地址由实际情况而定
    // 我的树莓派是用无线联网的，所以用的 wlan0 
    // 网卡名可通过 ifconfig 命令查看
    int ret = getlocalip("wlan0", ip);
    printf("%s\n", ip);

    // 在局域网下，ip 地址一般只有最后一位不同
    // 只获取点分十进制 ip 地址的最后一位
    int led0, led1, led2;
    if(ret < 0)
    {
        led0 = 8;
        led1 = 8;
        led2 = 8;
    }
    else
    {
        int ip_len = strlen(ip);
        led0 = ip[ip_len-1] - '0';
        led1 = ip[ip_len-2] - '0';
        led2 = ip[ip_len-3] - '0';
    }

    for( ; ; )
    {
        flush(0, led0);
        delay(5);    // 如果不加延时，显示数字会不清晰
        flush(1, led1);
        delay(5);
        flush(2, led2);
        delay(5);
    }

    return 0;
}

配置自启动

在 /etc/init.d/ 下新建文件 led_show_ip 并给上执行权限

文件内容如下

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#!/bin/bash
# /etc/init.d/temp-ctrl
# Default-Start: 	2 3 4 5

case "$1" in
    start)
        echo "start temp ctrl"
        nohup /home/pi/gpio/led &
        ;;
    stop)
        echo "stop temp ctrl"
        kill -2 $(ps aux | grep -m 1 '/home/pi/gpio/led' | awk '{ print $2 }')
        ;;
    *)
        echo "Usage : service led-show-ip start/stop"
        exit 1
        ;;
esac
exit 0

在 /etc/rc.local 中 exit 0 之前添加一行 

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/etc/init.d/led_show_ip start

exit 0

最终效果

结果