本文主要介紹在英創(chuàng)工控主板（ESM8000、ESM7000和ESM6800H）上，采用Python和C#編程，實(shí)現(xiàn)文件訪問、串口通訊、GPIO和網(wǎng)絡(luò)通訊的方法。用Python或C#編寫的程序，均可通過相應(yīng)的class庫，直接操作這些接口。

　　本文的4個(gè)demo實(shí)例，均采用Visual Studio Code作為基本的編程工具，其代碼可在主板 + ESMARC評(píng)估底板上運(yùn)行，其基本的硬件環(huán)境采用采用ESM8000工控主板 + 評(píng)估底板構(gòu)成，如下圖所示：

　　實(shí)例1 – Step1_File：介紹文件讀取的基本方法（link to Step1_File）。

　　實(shí)例2 – Step2_Serial：介紹異步串口UART的應(yīng)用方法，以ttyS2的收發(fā)為例（link to Step2_Serial）。豐富的串口資源是英創(chuàng)工控主板特色之一。

　　實(shí)例3 – Step3_Gpio：介紹通用數(shù)字IO（GPIO）的使用方法（link to Step3_Gpio）。英創(chuàng)工控主板均包含32位GPIO。

　　實(shí)例4 – Step4_Net：介紹網(wǎng)口的使用方法（link to Step4_Net）。這里網(wǎng)口既可以是常用的RJ45形式以太網(wǎng)口，也可以是SPF接口形式的光纖網(wǎng)口、WiFi無線局域網(wǎng)，以及4G/GPRS廣域網(wǎng)接口，英創(chuàng)Linux主板對這些網(wǎng)絡(luò)都有完善的支持。

Step1_File

　　userinfo.txt是英創(chuàng)Linux主板（ESM8000、ESM7000和ESM6800H）的基本配置文件，存放在/mnt/mmc/目錄下。讀取文件userinfo.txt信息，打印到console；提取eth0網(wǎng)口的IP參數(shù)，打印到console。

　　測試硬件平臺(tái)：ESM8000 + ESMARC評(píng)估底板，僅使用調(diào)試串口。

　　Python實(shí)現(xiàn)

　　首先創(chuàng)建一個(gè)新目錄，如D:\Python>mkdir Step1_File，然后啟動(dòng)VS Code，打開該目錄同時(shí)點(diǎn)擊“New File”添加文件step1_file.py，并在該文件編寫相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)代碼，如下：

　　代碼編寫好后，即可直接在ESM8000板卡上直接運(yùn)行。

　　開發(fā)中為了方便測試，一般采用文件系統(tǒng)掛載的方式進(jìn)行，詳細(xì)的配置和使用的方法請參考ESM8000使用必讀中相關(guān)介紹（link to 使用必讀）。

　　在ESM8000 console終端中運(yùn)行如下命令：

　　root@ESM8000#>mount -t nfs -o nfsvers=3 192.168.201.12:/home/zhl/esm8000/python /mnt/nfs

　　root@ESM8000#>cd /mnt/nfs/step1_file

　　root@ESM8000#>python3 step1_file.py

　　即可在終端看到該程序的執(zhí)行結(jié)果。

　　C#實(shí)現(xiàn)

　　首先創(chuàng)建一個(gè)新目錄，如D:\CSharp>mkdir Step1_File，然后啟動(dòng)VS Code，打開該目錄如下：

　　在VS Code的Terminal窗口中執(zhí)行dotnet new console，創(chuàng)建C# Project，可看到基本程序框架如下：

　　編寫代碼實(shí)現(xiàn)Step1_File要求的功能：

　　執(zhí)行dotnet publish –r linux-arm64 –self-contained false，編譯程序并發(fā)布可以在ARM64 CPU架構(gòu)的Linux系統(tǒng)中運(yùn)行的代碼。

　　發(fā)布的可執(zhí)行代碼包含在..\Step1_File\bin\Debug\net5.0\linux-arm64\publish\目錄下。ESM8000目標(biāo)機(jī)只需掛載開發(fā)主機(jī)的這個(gè)目錄，就可以運(yùn)行這個(gè)程序了。

　　開發(fā)主機(jī)若為Linux系統(tǒng)，掛載命令為：

　　root@ESM8000#>mount -t nfs -o nfsvers=3 192.168.201.137:/home/x10/esm8000/csharp  /mnt/nfs

　　開發(fā)主機(jī)若為Windows系統(tǒng)，掛載命令為：

　　root@ESM8000#>mount -t nfs -o nfsvers=3 192.168.201.14:/d/csharp  /mnt/nfs

　　在ESM8000 console運(yùn)行Step1_File程序：

　　root@ESM8000#>cd /mnt/nfs

　　root@ESM8000:/mnt/nfs #>./Step1_File/bin/Debug/linux-arm64/publish/Step1_File

　　可在console窗口看到Step1_File運(yùn)行輸出的結(jié)果。

　　Step1_File實(shí)現(xiàn)的功能很簡單，本例主要是展示C#程序開發(fā)的基本流程，特別是它跨平臺(tái)的特性。

Step2_Serial

　　串口（ttyS2，115200-8-N-1）接收后回發(fā)，并把接收到的字節(jié)數(shù)等統(tǒng)計(jì)信息顯示到console。

　　Python實(shí)現(xiàn)

　　在該例程中需要用pyserial的庫文件，ESM8000主板文件系統(tǒng)中已經(jīng)配置pyserial package，原則上客戶在開發(fā)主機(jī)上編寫好如下代碼，即可直接在ESM8000上運(yùn)行。

　　為了在VS Code編輯環(huán)境中對導(dǎo)入的python庫有在線幫助及聯(lián)想功能，需在開發(fā)主機(jī)上也安裝python以及pyserial package等。無論是Linux開發(fā)主機(jī)還是Windows開發(fā)主機(jī)，都可以通過pip 命令進(jìn)行安裝。這里重點(diǎn)介紹一下Windows主機(jī)上VS Code安裝方法。

　　首先在Windows主機(jī)上安裝python，直接下載安裝即可，這里不再贅述。安裝完成后，啟動(dòng)VS code界面中就可看到安裝python的版本信息。此時(shí)打開Terminal 窗口，運(yùn)行如下命令：>pip install pyserial

　　C#實(shí)現(xiàn)

　　.NET 5的C#程序的一個(gè)特點(diǎn)之一，是系統(tǒng)僅包含.NET Core部分，而具體的應(yīng)用程序再包含所需的特殊功能包，這樣做可使.NET環(huán)境保持相對穩(wěn)定。Step2_Serial對一部串口UART的操作，需要C#的System.IO.Ports類庫，可在VS Code的Terminal窗口（D:\CSharp\Step2_Serial>）完成相關(guān)類庫的添加：

　　>dotnet add package System.IO.Ports --version 5.0.0-rc.1.20451.14

　　注意有些類庫的版本，需要與.NET的版本保持一致。具體的實(shí)現(xiàn)代碼如下所示：

　　編譯及發(fā)布方法與Step1一樣，這里不再贅述。

Step3_Gpio

　　Step3_Gpio把ESM8000主板的GPIO8作為輸入，GPIO9作為輸出。檢測到GPIO8的下降沿，就改變GPIO9的輸出電平。

　　Python實(shí)現(xiàn)

　　ESM8000共32路GPIO，Step3_gpio.py例程實(shí)現(xiàn)的功能是設(shè)置相鄰的兩路GPIO，其中分別為輸出和輸入，測試時(shí)將它們短接，通過讀取輸入GPIO的狀態(tài)，觀察電平的變化。

　　例程可帶參數(shù)，該參數(shù)為GPIO的序號(hào)，缺省為0。代碼中定義的EM_GPIOs列表實(shí)現(xiàn)ESM8000的32位GPIO管腳至iMX8MM系統(tǒng)GPIO的轉(zhuǎn)換。

　　C#實(shí)現(xiàn)

　　在創(chuàng)建Step3_Gpio工程后，需要添加C#的System.Device.Gpio類庫，才能實(shí)現(xiàn)對GPIO的操作。在Linux平臺(tái)，System.Device.Gpio類庫依賴于libgpiod庫。添加類庫的操作也是在VS Code的Terminal窗口（D:\CSharp\Step3_Gpio>）完成：

　　dotnet add package System.Device.Gpio --version 1.1.0-prerelease.20276.1

　　代碼中用class Esm8000Gpio類來實(shí)現(xiàn)ESM8000的32位GPIO管腳至iMX8MM系統(tǒng)GPIO的轉(zhuǎn)換。

　　接著就可以定義相關(guān)的對象了，每位GPIO都有自己的Controller，在構(gòu)造函數(shù)中需要與Linux平臺(tái)的libgpiod驅(qū)動(dòng)聯(lián)系在一起。

　　對Linux平臺(tái)，System.Device.Gpio實(shí)現(xiàn)了對輸入事件回調(diào)函數(shù)響應(yīng)功能，正好應(yīng)用到本實(shí)例中。主循環(huán)檢查事件計(jì)數(shù)器，并根據(jù)結(jié)果來驅(qū)動(dòng)GPIO9電平翻轉(zhuǎn)。

　　實(shí)際應(yīng)用程序可根據(jù)實(shí)際需求，在回調(diào)函數(shù)中實(shí)現(xiàn)更多復(fù)雜的功能。

Step4_Net

　　TCP（Port No = 6000）接收后回發(fā)，并把接收到的字節(jié)數(shù)等統(tǒng)計(jì)信息顯示到console。

　　Python實(shí)現(xiàn)

　　step4_net.py 直接調(diào)用socket函數(shù)啟動(dòng)tcp 服務(wù)器模式，代碼如下：

　　C#實(shí)現(xiàn)

　　C#的網(wǎng)絡(luò)通訊功能需要System.Net.Sockets類庫，.NET Core已包含該庫，也認(rèn)可從NuGet下載最新版本的庫。具體的實(shí)現(xiàn)代碼如下：

　　值得一提的是，應(yīng)用程序是在Socket層面操作網(wǎng)絡(luò)接口，與具體的網(wǎng)絡(luò)接口形式無關(guān)，即網(wǎng)絡(luò)接口可以是最基本的RJ45形式的以太網(wǎng)口，也可以是WiFi接口、4G/GPRS無線接口等等。在傳統(tǒng)的WinCE平臺(tái)上，由于微軟對WiFi等新的網(wǎng)絡(luò)接口支持不夠，限制了CE平臺(tái)在這方面的應(yīng)用，而在Linux平臺(tái)上，對各種網(wǎng)絡(luò)接口都有很好的支持，為使用C#的客戶遷移到Linux平臺(tái)提供了重要的支撐。