【原创】树莓派3B开发Go语言（四）-自写库实现pwm输出

在前一小节中介绍了点亮第一个LED灯，这里我们准备进阶尝试下，输出第一段PWM波形。（PWM也就是脉宽调制，一种可调占空比的技术，得到的效果就是：如果用示波器测量引脚会发现有方波输出，而且高电平、低电平的时间是可调的。）

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这里爪爪熊准备写成一个golang的库，并开源到github上，后续更新将直接更新到github中，如果你有兴趣可以和我联系。 github.com/dpawsbear/bear_rpi_go

我在很多的教程中都看到说树莓派的PWM（硬件）只有一个GPIO能够输出，就是 GPIO1 。这可是不小的打击，因为我想使用至少四个 PWM ，还是不死心，想通过硬件手册上找寻蛛丝马迹，看看究竟怎么回事。

手册上找寻东西稍等下讲述，这里先提供一种方法测试 树莓派3B 的 PWM 方法：用指令控制硬件PWM。

这里通过指令的方式掌握了基本的pwm设置技巧，决定去翻一下手册看看到底PWM怎么回事，这里因为没有 BCM2837 的手册，根据之前文章引用官网所说， BCM2835 和 BCM2837 应该是一样的。这里我们直接翻阅 BCM2835 的手册，直接找到 PWM 章节。找到了如下图：

图中可以看到在博通的命名规则中 GPIO 12、13、18、19、40、41、45、52、53 均可以作为PWM输出。但是只有两路PWM0 PWM1。根据我之前所学知识，不出意外应该是PWM0 和 PWM1可以输出不一样的占空比，但是频率应该是一样的。因为没有示波器，暂时不好测试。先找到下面对应图：

根据以上两个图对比可以发现如下规律：

对照上面的表可以看出从 BCM2837 中印出来的能够使用在PWM上的就这几个了。

为了验证个人猜想是否正确，这里先直接使用指令的模式，模拟配置下是否能够正常输出。

通过上面一系列指令模拟发现，（GPIO1、GPIO26）、（GPIO23、GPIO24）是绑定在一起的，调节任意一个，另外一个也会发生变化。也即是PWM0、PWM1虽然输出了两路，可以理解成两路其实都是连在一个输出口上。这里由于没有示波器或者逻辑分析仪这类设备（仅有一个LED灯），所以测试很简陋，下一步是使用示波器这类东西对频率以及信号稳定性进行下测试。

小节：树莓派具有四路硬件输出PWM能力，但是四路中只能输出两个独立（占空比独立）的PWM，同时四路输出的频率均是恒定的。

上面大概了解清楚了树莓派3B的PWM结构，接下来就是探究如何使用Go语言进行设置。

因为拿到了手册，这里我想直接操作寄存器的方式进行设置，也是顺便学习下Go语言处理寄存器的过程。首先需要拿到pwm 系列寄存器的基地址，但是翻了一圈手册，发现只有偏移，没有找到基地址。

经过了一段时间的努力后，决定写一个 树莓派3B golang包开源放在github上，只需要写相关程序进行调用就可以了，以下是相关demo（pwm）（在GPIO.12 上输出PWM波，放上LED灯会有呼吸灯的效果，具体多少频率还没有进行测试）

以下是demo(pwm) 源码

go选择微服方向还是运维方向

运维方向。go语言在使用的时候适合选择运维方向，微服方向也是可以使用但是不流畅。Go是Google开发的一种静态强类型、编译型、并发型，并具有垃圾回收功能的编程语言。

Go语言设计与实现（上）

基本设计思路：

类型转换、类型断言、动态派发。iface，eface。

反射对象具有的方法：

编译优化：

内部实现：

实现 Context 接口有以下几个类型（空实现就忽略了）：

互斥锁的控制逻辑：

设计思路：

（以上为写被读阻塞，下面是读被写阻塞）

总结，读写锁的设计还是非常巧妙的：

设计思路：

WaitGroup 有三个暴露的函数:

部件：

设计思路：

结构：

Once 只暴露了一个方法：

实现：

三个关键点：

细节：

让多协程任务的开始执行时间可控（按顺序或归一）。（Context 是控制结束时间）

设计思路： 通过一个锁和内置的 notifyList 队列实现，Wait() 会生成票据，并将等待协程信息加入链表中，等待控制协程中发送信号通知一个（Signal()）或所有（Boardcast()）等待者（内部实现是通过票据通知的）来控制协程解除阻塞。

暴露四个函数：

实现细节：

部件：

包： golang.org/x/sync/errgroup

作用：开启 func() error 函数签名的协程，在同 Group 下协程并发执行过程并收集首次 err 错误。通过 Context 的传入，还可以控制在首次 err 出现时就终止组内各协程。

设计思路：

结构：

暴露的方法：

实现细节：

注意问题：

包： "golang.org/x/sync/semaphore"

作用：排队借资源（如钱，有借有还）的一种场景。此包相当于对底层信号量的一种暴露。

设计思路：有一定数量的资源 Weight，每一个 waiter 携带一个 channel 和要借的数量 n。通过队列排队执行借贷。

结构：

暴露方法：

细节：

部件：

细节：

包： "golang.org/x/sync/singleflight"

作用：防击穿。瞬时的相同请求只调用一次，response 被所有相同请求共享。

设计思路：按请求的 key 分组（一个 *call 是一个组，用 map 映射存储组），每个组只进行一次访问，组内每个协程会获得对应结果的一个拷贝。

结构：

逻辑：

细节：

部件：

如有错误，请批评指正。

Go语言编程入门时需要注意什么

刚入门Go语言小白需要注意以下五点：

1、注意书写代码的一些规范吧，特别是注意大小写、英文标点符号区别等，在特别的位置写上注释。

2、主要是理解伪代码所描述的算法，伪代码要注意是不能直接运行的。

3、注意编译器版本与书籍上所介绍版本是否一致，也注意特殊符号，印刷版本可能与实际不一致。

4、书上的版本和当前所用的版本是否一致，有些情况下书上版本在现在来用已经过时了。

5、逻辑走通;给自己信心，其实起步阶段不难的。

为什么越来越多人偏爱用Go语言做开发？慕课网也越来越多关于go的课程了？

个人认为：

1、上手快

只要你有其会其他语言，学习go很快。

2、go语言非常适合写服务端

因为它开源，所以很容易找到你想要的框架，开发效率非常高。

3、跨平台

你的一个程序可以随意部署。

不受操作系统限制，windwos、linux、macos都能支持。

不受处理器限制，x86、arm也都可以，你要知道国产可替代的U就是arm。

4、部署简单

编译成一个文件就可以发布了，不需要环境支撑。

以上是最基本的理由，当然这些对于.net core来说也一样，但是对比一下发布的文件大小你就知道该选择谁了。

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书名：Go语言编程

作者：许式伟

豆瓣评分：7.1

出版社：人民邮电出版社

出版年份：2012-8

页数：300

内容简介：

这本书从整体的写作风格来说，会以介绍 Go 语言特性为主，示例则尽量采用作者平常的实践，而不是一个没有太大实际意义的语法示范样例。

本书作者背景极强，许式伟为原金山WPS首席架构师、曾是盛大创新院研究员，目前是国内Go语言实践圈子公认的Go语言专家。参与本书写作的几位作者都是实际用Go语言开发的项目的开发人员，有较强的实战经验。

本书以介绍Go语言特性为主，示例则尽量采用作者开发团队平常的实践，内容涉及内存管理（堆和栈）、错误处理、OOP、并发编程等关键话题。 这本书面向的读者是所有打算用Go语言的开发者，主要包括目前使用C、C++、Java、C#的开发人员，甚至一些Python、PHP开发人员也可能转为 Go 程序员。

作者简介：

许式伟

七牛云存储CEO，曾任盛大创新院资深研究员、金山软件技术总监、WPS Office 2005首席架构师。开源爱好者，发布过包括WINX、TPL等十余个C++开源项目，拥有超过15年的C/C++开发经验。在接触Go语言后即可被其大道至简、少即是多的设计哲学所倾倒。七牛云存储是国内第一个吃螃蟹的团队，核心服务完全采用Go语言实现。

吕桂华

七牛云存储联合创始人，曾在金山软件、盛大游戏等公司担任架构师和部门经理等职务，在企业级系统和大型网游平台领域有较多涉猎。拥有十余年的C/C++大型项目开发经验，也曾在Java和.NET平台上探索多年。同样被Go语言的魅力所吸引而不可自拔，希望能为推广这门优秀的语言尽自己的绵薄之力。

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