参考サイト: gdbgui installation
https://www.gdbgui.com/installation/

 

Raspberry Pi OS(ラズパイ5)にgdbguiをインストール。

$ sudo apt install pipx

$ pipx install gdbgui

$ pipx ensurepath

gdbguiを立ち上げる。

$ pipx run gdbgui

次のアドレスをブラウザで開く。

http://127.0.0.1:5000/dashboard

 

gdbguiの操作は左下のコマンドラインで行う感じです。gdbの操作と同じで
b main
run
n
みたいに操作。便利なのは変数などの値が右窓に表示される事ですね。

2024年9月6日ごろ、ラズパイ5を sudo apt upgrade したら?
gpiochip4が無い。

ソースコードのchipname部分をgpiochip4からgpiochip0に変更しました。

const char *chipname = “gpiochip4”;

const char *chipname = “gpiochip0”;

 

gpioinfo で確認すると ↓

アップグレード前のgpiochip0は32linesだけど、アップグレード後は54linesになっている。これはgpiochip4と同じ数。

 

2024年9月7日上記追記。以下、元記事のまま変更していません。ソースコードは上記を参考に変更して下さい。

 

外国のYouTuberの動画と、そこからのリンク先のページが参考になります。

外国のYouTuberの動画
Use Raspberry Pi 5 GPIO – Push button input – LED output – ChatGTP for code – GPIOD [PART 2 OF 2]

リンク先のページ
GPIO Programming: Exploring the libgpiod Library

 

以下、素人の私が書く事ですので、何処かに誤りがあるかも知れません。C言語のソースコードなのに、拡張子がCPPである事を指摘しないで下さい。それに、私本人は以下のプログラムが動くので、取り敢えずこれで良しと思っています。それを承知の上で参考にして下さい。

 

ラズパイ5のGPIOはgpiodで使うみたい。ラズパイ4まではpigpioでLチカ出来ていた。pigpioを使用したソースコードでもラズパイ5でコンパイルは成功する。だけど、そのソフトを走らせると不動作で「ラズパイでは無いようです」みたいに言われてしまう。

↓ この画像は、ラズパイ5にgpiod等をインストールして、/dev/gpiochip4を利用してLチカしている所です。

 

↓ C言語でGPIOを使用したい時に必要。

$ sudo apt install gpiod libgpiod2 libgpiod-dev

 

↓ chronyc sources

↑ PPSはこのラズパイ5。pi4やzero2にpi2は同じLAN内のラズパイで、どれもNTPサーバーです。PPSのラズパイ5、pi4、zero2の3つのラズパイは各々に繋がれたGPSの1PPSに同期中。pi2はLAN内のNTPサーバーを参照しています。

↓ 3つのLEDをchronyc sourcesの結果に応じて点灯させるプログラムのソースコード。

// Raspberry Pi 5
// pi@pi5:~ $ g++ -Wall -o chronyCheck chronyCheck.cpp -l gpiod

#include <err.h>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <gpiod.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

#define BUF 256
#define H 1
#define L 0
#define PPS 10
#define NTP 9
#define NG 11

using namespace std;

enum kekka{
    pps_hantei = 10,
    pps_ntp_hantei,
    ntp_hantei,
    ng_hantei
};

int mainLoop(void);

int main(void)
{
    if(daemon(0, 0) == 0) { // デーモン関数
        mainLoop();
    } else {
        cout << "error" << endl;
    }
    return 0;
}

int mainLoop(void)
{
    FILE *fp;
    char *ret;
    char str[512], *ptr;
    const char* cmdline = "chronyc sources";
    
    enum kekka hantei;
    
    gpiod_chip *chip;
    gpiod_line *line_PPS, *line_NTP, *line_NG;
    //For Raspberry Pi 5 use gpiochip4 (For Raspberry Pi 4 use gpiochip0)
    const char *chipname = "gpiochip4";
        
    // Open GPIO chip
    chip = gpiod_chip_open_by_name(chipname);

    // Open GPIO lines
    line_PPS = gpiod_chip_get_line(chip, PPS);
    line_NTP = gpiod_chip_get_line(chip, NTP);
    line_NG = gpiod_chip_get_line(chip, NG);

    // Open LED lines for output
    gpiod_line_request_output(line_PPS, "chronyCheck", 0);
    gpiod_line_request_output(line_NTP, "chronyCheck", 0);
    gpiod_line_request_output(line_NG, "chronyCheck", 0);
    
   
    // 無限ループ
    while (1) {
        
        // コマンドの chronyc sources 実行
        if ((fp=popen(cmdline,"r")) == NULL) {
            err(EXIT_FAILURE, "%s", cmdline);
        }
        
        // chronyc sources 実行結果を1行づつチェックする
        // それを必要なら最後の行まで繰り返す。
        do {
            ret = fgets(str, BUF, fp); // 1行読み取り
            ptr = strstr(str, " 377 "); //  377 を検索(377前後のスペースも含む)
            if (ptr != NULL) {
                ptr = strstr(str, "#*"); // #* を検索
                if (ptr != NULL) {       // 検索行に #* と 377 があった時だけ1PPS同期判定とする
                    hantei = pps_hantei;
                    // cout << "Synchronizing to 1PPS & 377" << endl;
                    ret = NULL; // ここに来たらdo-whileから抜けて1行読み取りを終了する
                } else {
                    ptr = strstr(str, "^*");
                    if (ptr != NULL) {
                        hantei = ntp_hantei;
                        // cout << "Synchronizing to NTP" << endl;
                        ret = NULL; // ここに来たらdo-whileから抜けて1行読み取りを終了する
                    } else {
                        ptr = strstr(str, "^+");
                        if (ptr != NULL) {
                            hantei = ntp_hantei;
                            // cout << "Synchronizing to NTP" << endl;
                            ret = NULL; // ここに来たらdo-whileから抜けて1行読み取りを終了する
                        } else {
                            ptr = strstr(str, "^-");
                            if (ptr != NULL) {
                                hantei = ntp_hantei;
                                // cout << "Synchronizing to NTP" << endl;
                                ret = NULL; // ここに来たらdo-whileから抜けて1行読み取りを終了する
                            } else {
                                hantei = ng_hantei; // ここに来た場合は、1PPSにもNTPにも同期せず
                                // cout << "NG" << endl;
                            }
                        }
                    }
                }
            } else {
                ptr = strstr(str, "#*");
                if (ptr != NULL) {
                    hantei = pps_ntp_hantei; // 377は無いが #* の場合
                    ret = NULL;
                } else {
                    ptr = strstr(str, "^*");
                    if (ptr != NULL) {
                        hantei = ntp_hantei;
                        ret = NULL;
                    } else {
                        hantei = ng_hantei;
                    }
                }
            }
        } while (ret != NULL);
    
        // 全LEDを消灯
        gpiod_line_set_value(line_PPS, L);
        gpiod_line_set_value(line_NTP, L);
        gpiod_line_set_value(line_NG, L);
    
        // hanteiに応じてLEDを点灯
        switch (hantei) {
            case pps_hantei:
                gpiod_line_set_value(line_PPS, H);
                sleep(70); // PPS同期判定時は70秒待機
                break;
            case pps_ntp_hantei: // PPS? NTP? どっちの時は、PPS用LED、NTP用LED両方とも点灯
                gpiod_line_set_value(line_PPS, H);
                gpiod_line_set_value(line_NTP, H);
                sleep(16); // PPS? NTP? 同期判定時は16秒待機
                break;
            case ntp_hantei:
                gpiod_line_set_value(line_NTP, H);
                sleep(16); // NTP同期判定時は16秒待機
                break;
            case ng_hantei:
                gpiod_line_set_value(line_NG, H);
                sleep(4); // NG判定時は4秒待機
                break;
            default: // ここに来るはず無いので意味合いとしては異常表示
                gpiod_line_set_value(line_PPS, H);
                gpiod_line_set_value(line_NTP, H);
                gpiod_line_set_value(line_NG, H);   
        }

        pclose(fp);
        
    }

    // 以下は無限ループ外なので不要?
    gpiod_line_release(line_PPS);
    gpiod_line_release(line_NTP);
    gpiod_line_release(line_NG);
    gpiod_chip_close(chip);
    
    return 0;
}

↑ デーモン関数はOS起動と共に起動して常に作動する為の物。それにはユニットファイル作成等も必要だけど。ここには記載していません。

コンパイル

$ g++ -Wall -o chronyCheck chronyCheck.cpp -l gpiod

C言語などで開発する時便利なのが、printf分でターミナルに文字列を出力する事です。

でもPi Picoはディスプレイが無いので
printf(“Hello, world!\n”); と書いても出力先が無いので意味がありません。

その出力先として、USBやUARTを通して母艦PCのターミナルを出力先に出来るとの事です。

私は母艦PCにRaspberry Pi 4を使用しUSBケーブルでPi Picoを繋げています。ですからUSB接続での設定をします。

 

開発中のC言語ソースファイルがあるディレクトリにCMakeLists.txtを用意します。中身は画像の通りです。LXS-TESTとはそのディレクトリ名(フォルダ名)なので参考になるでしょう。 ↓

CMakeLists.txt

add_executable(LXS-TEST
        test.c
        )

target_link_libraries(LXS-TEST pico_stdlib hardware_spi hardware_adc)

# enable usb output, disable uart output
pico_enable_stdio_usb(LXS-TEST 1)
pico_enable_stdio_uart(LXS-TEST 0)

# create map/bin/hex file etc.
pico_add_extra_outputs(LXS-TEST)

# add url via pico_set_program_url
example_auto_set_url(LXS-TEST)

↑ 赤線で囲まれた部分がターミナル関連です。

CMakeLists.txtが用意出来、ビルドが済んだ uf2ファイルをPi Picoに書き込むと、以下のコマンドでウインドウ内にprintf文の出力が表示されます。

$ minicom -b 115200 -o -D /dev/ttyACM0

複数の文字描画が出来るようになったので、上から最大、平均、最小の各電圧を表示させました。平均の求め方は、(最大 + 最小)÷ 2ではありません。左端から右端まで96データあるので、この96データの平均です。

 

↓ 電圧数値の表示テストの為、数値を10倍にしています。右寄せの確認です。ちゃんと右寄せになっています。

 

↓ 動画も用意したので見て下さい。表示スピードが分かると思います。

 

手持ちの安価なデジタルテスターと比べると、0.02V位の差がありました。ご承知の通り? この分野も私は素人なので、Pi PicoのADC0ピンにダイレクトで可変直流安定化電源を繋げてテストするずさんさですから、この電圧差はなんとも言えません。

 

取り敢えず、電圧表示出来るようになったので面白くなって来ました。

やっと文字描画出来た。5×7ドット英数字フォントデータの1ドットをOLEDの1ピクセルずつ描画して数字の3になりました。↓

 

備忘録

自分が忘れ無いように書き留めておきます。SSD1331 カラーOLED

↓ 数字の3を描画する時、次の画像のようなデータを配列として用意します。{ 0x21, 0x41, 0x45, 0x4B, 0x31 } のデータからビット演算等駆使して1の部分を描画すれば数字の3になります。ただ、見て分るように寝ているので左に90度回転させないといけません。

90度左回転させるには、最初にA0→B0→C0→D0→E0と進めて1の時はその1ピクセルをカラー描画、0の場合は黒とかを描画します。続けてA1→B1→C1→D1→E1と同じように続けて最後のE6で完了。これをコードに書けば数字の3がカラー描画されます。

↓ { 0x21, 0x41, 0x45, 0x4B, 0x31 }のイメージ。図中の”ABDCE”は座標を表現しやすくする為のもので、ソースコードでは”01234″を使用します。

 

↓ SSD1331 カラーOLEDの5×7ピクセル描画領域。1ピクセルは光の三原色RGBで構成されています。(写真に撮った数字3と同じ領域)

↑ この場合、描画する開始位置(スタートアドレス)は左上の “Column 24” “Row 0” で、終了位置(エンドアドレス)は右下の “Column 28” “Row 6″になります。そこにデータをずらずら送ると、OLEDが勝手に赤矢印で示したように右方向に進みながらデータを埋めて行き、右端に達すると1段下の左端から続けてデータを埋めて行きます。このようにスタートアドレスとエンドアドレスを指定してしまえば、後は5×7≡35ピクセル分のデータを送るだけです。

 

ただ、最初に5×7の描画領域を決めてしまうと、背景色と0に該当する色と異なる場合が出て来ます、これでは見た目が悪くなりますよね〜。

その解決策として、1に該当するピクセルは描画領域を指定して描画。0に該当する所は、何もせず次に進むを繰り返す。って言う手があります。そう言えば、このようなコードをネットで見たかも。

 

まだ1文字の描画しか出来ません。今度は文字列を描画出来る関数を作りたいと思います。電圧表示出来れば充分なので、その内出来るかなぁ。