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【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。）

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语言（二十七）：管理依赖项（下）-

当您对外部模块的存储库进行了 fork （例如修复模块代码中的问题或添加功能）时，您可以让 Go 工具将您的 fork 用于模块的源代码。这对于测试您自己的代码的更改很有用。

为此，您可以使用go.mod 文件中的replace指令将外部模块的原始模块路径替换为存储库中 fork 的路径。这指示 Go 工具在编译时使用替换路径（fork 的位置），例如，同时允许您保留import 原始模块路径中的语句不变。

在以下 go.mod 文件示例中，当前模块需要外部模块example.com/theirmodule。然后该replace指令将原始模块路径替换为example.com/myfork/theirmodule模块自己的存储库的分支。

设置require/replace对时，使用 Go 工具命令确保文件描述的需求保持一致。使用go list命令获取当前模块正在使用的版本。然后使用go mod edit命令将需要的模块替换为fork：

注意：当您使用该replace指令时，Go 工具不会像添加依赖项中所述对外部模块进行身份验证。

您可以使用go get命令从其存储库中的特定提交为模块添加未发布的代码。

为此，您使用go get命令，用符号@指定您想要的代码。当您使用go get时，该命令将向您的 go.mod 文件添加一个需要外部模块的require指令，使用基于有关提交的详细信息的伪版本号。

以下示例提供了一些说明。这些基于源位于 git 存储库中的模块。

当您的代码不再使用模块中的任何包时，您可以停止将该模块作为依赖项进行跟踪。

要停止跟踪所有未使用的模块，请运行go mod tidy 命令。此命令还可能添加在模块中构建包所需的缺失依赖项。

要删除特定依赖项，请使用go get，指定模块的模块路径并附加 @none，如下例所示：

go get命令还将降级或删除依赖于已删除模块的其他依赖项。

当您使用 Go 工具处理模块时，这些工具默认从 proxy.golang.org（一个公共的 Google 运行的模块镜像）或直接从模块的存储库下载模块。您可以指定 Go 工具应该使用另一个代理服务器来下载和验证模块。

如果您（或您的团队）已经设置或选择了您想要使用的不同模块代理服务器，您可能想要这样做。例如，有些人设置了模块代理服务器，以便更好地控制依赖项的使用方式。

要为 Go 工具指定另一个模块代理服务器，请将GOPROXY 环境变量设置为一个或多个服务器的 URL。Go 工具将按照您指定的顺序尝试每个 URL。默认情况下，GOPROXY首先指定一个公共的 Google 运行模块代理，然后从模块的存储库直接下载（在其模块路径中指定）：

您可以将变量设置为其他模块代理服务器的 URL，用逗号或管道分隔 URL。

Go 模块经常在公共互联网上不可用的版本控制服务器和模块代理上开发和分发。您可以设置 GOPRIVATE环境变量。您可以设置GOPRIVATE环境变量来配置go命令以从私有源下载和构建模块。然后 go 命令可以从私有源下载和构建模块。

GOPRIVATE或环境变量可以设置为匹配模块前缀的全局模式列表，这些GONOPROXY前缀是私有的，不应从任何代理请求。例如：

Go语言命令行利器cobra使用教程

cobra是一个提供简单接口来创建强大的现代CLI界面的库类似git git tools，cobra也是一个应用程序，它会生成你的应用程序的脚手架来快速开发基于cobra的应用程序

cobra提供：

cobra建立在命令、参数、标志的结构之上

commands代表动作，args是事物，flags是动作的修饰符

最好的应用程序在使用时读起来就像句子，因此，用户直观地知道如何与它们交互

模式如下：APPNAME VERB NOUN --ADJECTIVE. or APPNAME COMMAND ARG --FLAG（APPNAME 动词名词形容词或者 APPNAME 命令参数标志）

一些真实世界的好例子可以更好地说明这一点

kubectl 命令更能体现APPNAME 动词名词形容词

如下的例子，server 是command，port是flag

这个命令中，我们告诉git 克隆url

命令是应用程序的中心点，应用程序支持的每一个交互都包含在一个命令中，命令可以有子命令，也可以运行操作

在上面的例子中，server是命令

更多关于cobra.Command

flag是一种修改命令行为的方式，cobra支持完全兼容POSIX标志，也支持go flag package，cobra可以定义到子命令上的标志，也可以仅对该命令可用的标志

在上面的命令中，port是标志

标志的功能由 pflag library 提供，pflag library是flag标准库的一个分支，在添加POSIX兼容性的同时维护相同的接口。

使用cobra很简单，首先，使用go get按照最新版本的库，这个命令会安装cobra可执行程序以及库和依赖项

下一步，引入cobra到应用程序中

虽然欢迎您提供自己的组织，但通常基于Cobra的应用程序将遵循以下组织结构：

在Cobra应用程序中，main.go文件通常非常简单。它有一个目的：初始化Cobra。

使用cobra生成器

cobra提供了程序用来创建你的应用程序然后添加你想添加的命令，这是将cobra引入应用程序最简单的方式

这儿你可以发现关于cobra的更多信息

要手动实现cobra，需要创建一个main.go 和rootCmd文件，可以根据需要提供其他命令

Cobra不需要任何特殊的构造器。只需创建命令。

理想情况下，您可以将其放在app/cmd/root.go中：

在init（）函数中定义标志和处理配置

例子如下，cmd/root.go:

创建main.go

使用root命令，您需要让主函数执行它。为清楚起见，Execute应该在根目录下运行，尽管它可以在任何命令上调用。

在Cobra应用程序中，main.go文件通常非常简单。它有一个目的：初始化Cobra。

可以定义其他命令，通常每个命令在cmd/目录中都有自己的文件。

如果要创建版本命令，可以创建cmd/version.go并用以下内容填充它：

如果希望将错误返回给命令的调用者，可以使用RunE。

然后可以在execute函数调用中捕获错误。

标志提供修饰符来控制操作命令的操作方式。

由于标志是在不同的位置定义和使用的，因此我们需要在外部定义一个具有正确作用域的变量来分配要使用的标志。

有两种不同的方法来分配标志。

标志可以是“持久”的，这意味着该标志将可用于分配给它的命令以及该命令下的每个命令。对于全局标志，在根上指定一个标志作为持久标志。

也可以在本地分配一个标志，该标志只应用于该特定命令。

默认情况下，Cobra只解析目标命令上的本地标志，而忽略父命令上的任何本地标志。通过启用Command.TraverseChildren，Cobra将在执行目标命令之前解析每个命令上的本地标志。

使用viper绑定标志

在本例中，持久标志author与viper绑定。注意：当用户未提供--author标志时，变量author将不会设置为config中的值。

更多关于 viper的文档

Flags默认是可选的，如果希望命令在未设置标志时报告错误，请根据需要进行标记：

持久性Flags

可以使用命令的Args字段指定位置参数的验证。

内置了以下验证器：

在下面的示例中，我们定义了三个命令。两个是顶级命令，一个（cmdTimes）是顶级命令之一的子命令。在这种情况下，根是不可执行的，这意味着需要一个子命令。这是通过不为“rootCmd”提供“Run”来实现的。

我们只为一个命令定义了一个标志。

有关标志的更多文档，请访问

对于一个更完整的例子更大的应用程序，请检查 Hugo 。

当您有子命令时，Cobra会自动将help命令添加到应用程序中。当用户运行“应用程序帮助”时，将调用此函数。此外，help还支持所有其他命令作为输入。例如，您有一个名为“create”的命令，没有任何附加配置；调用“app help create”时，Cobra将起作用。每个命令都会自动添加“-help”标志。

以下输出由Cobra自动生成。除了命令和标志定义之外，不需要任何东西。

帮助就像其他命令一样。它周围没有特殊的逻辑或行为。事实上，你可以提供你想提供的。

您可以为默认命令提供自己的帮助命令或模板，以用于以下功能：

当用户提供无效的标志或无效的命令时，Cobra通过向用户显示“用法”来响应。

你可以从上面的帮助中认识到这一点。这是因为默认帮助将用法作为其输出的一部分嵌入。

您可以提供自己的使用函数或模板供Cobra使用。与帮助一样，函数和模板也可以通过公共方法重写：

如果在root命令上设置了version字段，Cobra会添加一个顶级的'--version'标志。运行带有“-version”标志的应用程序将使用版本模板将版本打印到标准输出。可以使用cmd.SetVersionTemplate（s string）函数自定义模板。

可以在命令的主运行函数之前或之后运行函数。PersistentPreRun和PreRun函数将在运行之前执行。PersistentPostRun和PostRun将在运行后执行。如果子函数不声明自己的函数，则它们将继承Persistent*Run函数。这些函数按以下顺序运行：

输出：

当发生“未知命令”错误时，Cobra将打印自动建议。这使得Cobra在发生拼写错误时的行为类似于git命令。例如：

基于注册的每个子命令和Levenshtein距离的实现，建议是自动的。匹配最小距离2（忽略大小写）的每个已注册命令都将显示为建议。

如果需要在命令中禁用建议或调整字符串距离，请使用：