用 Lua 控制你的树莓派

树莓派是一个流行的微型计算机，它可以用于各种物联网（IoT）项目，比如智能家居、机器人、传感器等。但是，要让树莓派与外部设备进行交互，你需要使用它的 GPIO 引脚，并用一种编程语言来控制它们。有很多可用的语言，比如 Python、C、Java 等，但是有一种语言可能你还没有考虑过，它就是 Lua。Lua 是一种轻量级、可扩展的编程语言，广泛用于游戏开发和嵌入式系统。

你可以按照 Seth Kenlon 的文章《Lua 值得学习吗？》的介绍下载并运行常用的 Lua，该文章中还包括了简单的 Lua 代码示例。但是，要充分利用 Lua，最好将它与采用该语言的框架一起使用。在本教程中，我演示了如何使用名为 Mako Server 的框架，该框架旨在使 Lua 程序员能够轻松地编写 IoT 和 Web 应用代码。我还向你展示了如何使用 API 扩展此框架以使用树莓派的 GPIO 引脚。

要求

在学习本教程之前，你需要一个可以登录的正在运行的树莓派。虽然我将在本教程中编译 C 代码，但你不需要任何 C 代码经验。但是，你需要一些使用 POSIX 终端的经验。

安装

首先，在树莓派上打开一个终端窗口并安装以下工具，以使用 Git 下载代码和编译 C 代码：

$ sudo apt install git unzip gcc make

接下来，通过运行以下命令编译开源 Mako Server 代码和 lua-periphery 库（树莓派的 GPIO 库）：

$ wget -O Mako-Server-Build.sh \  https://raw.githubusercontent.com/RealTimeLogic/BAS/main/RaspberryPiBuild.sh

查看脚本以了解它的作用，并在你觉得没问题后运行它：

$ sh ./Mako-Server-Build.sh

编译过程可能需要一些时间，尤其是在较旧的树莓派上。编译完成后，脚本会要求你将 Mako Server 和 lua-periphery 模块安装到 /usr/local/bin/。我建议安装它以简化软件的使用。别担心，如果你不再需要它，你可以卸载它：

$ cd /usr/local/bin/$ sudo rm mako mako.zip periphery.so

要测试安装，请在终端中输入 mako。这将启动 Mako 服务器，并在你的终端中看到一些输出。你可以按 CTRL+C 停止服务器。

IoT 和 Lua

现在 Mako 服务器已在你的树莓派上设置好，你可以开始对 IoT 和 Web 应用进行编程，并使用 Lua 操作树莓派的 GPIO 引脚。Mako Server 框架为 Lua 开发人员提供了一个强大而简单的 API 来创建物联网应用，而 lua-periphery 模块让 Lua 开发人员可以与树莓派的 GPIO 引脚和其他外围设备进行交互。

首先创建一个应用目录和一个 .preload 脚本，其中插入用于测试 GPIO 的 Lua 代码。.preload 脚本是一个 Mako 服务器扩展，在应用启动时作为 Lua 脚本加载和运行。

$ mkdir gpiotst$ nano gpiotst/.preload

将以下内容复制到 Nano 编辑器 中并保存文件：

-- Load periphery.so and access the LED interfacelocal LED = require('periphery').LEDlocal function doled()  local led = LED("led0") -- Open LED led0  trace"Turn LED on"  led:write(true)   -- Turn on LED (set max brightness)  ba.sleep(3000)    -- 3 seconds  trace"Turn LED off"  led:write(false)  -- Turn off LED (set zero brightness)  led:close()endba.thread.run(doled) -- Defer execution                     -- to after Mako has started

上面的 Lua 代码使用你编译并包含在 Mako 服务器中的 Lua-periphery 库控制树莓派 LED。该脚本定义了一个名为 doled 的函数来控制 LED。该脚本首先使用 Lua require 函数加载 periphery 库（共享库 periphery.so）。返回的数据是一个包含所有 GPIO API 函数的 Lua 表。但是，你只需要 LED API，你可以通过在调用 require 后附加 .LED 来直接访问它。接下来，代码定义了一个名为 doled 的函数，它执行以下操作：

• 通过调用 periphery 库中的 LED 函数，并将字符串 led0 传给它，打开树莓派主 LED，识别为 led0。
• 将消息 Turn LED on 打印到跟踪（控制台）。
• 通过调用 LED 对象上的 write 方法并将布尔值 true 传递给它来激活 LED，该值设置 LED 的最大亮度。
• 通过调用 ba.sleep(3000) 等待 3 秒。
• 将消息 Turn LED off 打印到跟踪。
• 通过调用 LED 对象上的 write 方法并将布尔值 false 传递给它来停用 LED，这会将 LED 的亮度设置为零。
• 通过调用 LED 对象上的 close 函数关闭 LED。

在 .preload 脚本的末尾，doled 函数作为参数传递给 ba.thread.run 函数。这允许将 doled 函数的执行推迟到 Mako 服务器启动之后。

要启动 gpiotst 应用，请按如下方式运行 Mako 服务器：

$ mako -l::gpiotst

控制台中打印以下文本：

Opening LED:opening 'brightness': Permission denied.

访问 GPIO 需要 root 访问权限，因此按 CTRL+C 停止服务器并重新启动 Mako 服务器，如下所示：

$ sudo mako -l::gpiotst

现在树莓派 LED 亮起 3 秒。成功！

Lua 解锁 IoT

在本入门教程中，你学习了如何编译 Mako 服务器，包括 GPIO Lua 模块，以及如何编写用于打开和关闭树莓派 LED 的基本 Lua 脚本。在以后的文章中，我将在本文的基础上进一步介绍 IoT 功能。

同时，你可以通过阅读它的 文档 来更深入地研究 Lua-periphery GPIO 库，以了解有关功能以及如何将其与不同外设一起使用的更多信息。要充分利用本教程，请考虑关注 交互式 Mako Server Lua 教程 以更好地了解 Lua、Web 和 IoT。编码愉快！

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