40-Pin扩展¶

Quectel Pi H1智能主控板配备了标准的40-pin GPIO扩展接口，支持GPIO、I2C、SPI、UART、PWM等多种外设接口。下面将介绍如何测试这些接口的功能。

引脚定义¶

../../_images/image_IjiJbKP69oGkwfx508RciiSZnNf.webp

../../_images/image_R1t3bIWoQoRdEHxM74XcoIWtnre.webp

接口配置说明¶

40-pin中部分低速接口（I2C9/SPI10/UART12_2W/I2C13/SPI14）的配置文件位于 /etc/qpi-config/qpi-config.ini。

配置步骤：

修改 qpi-config.ini 配置文件
应用配置

qpi-config 40pin set

重启系统使配置生效

GPIO测试¶

本节以测试40-pin接口的pin3为例，演示如何使用GPIO功能。pin3对应的 gpio_num 为36。

硬件连接¶

连接方法一：万用表测量电压
将pin3（GPIO_36）引脚连接至万用表的正极，pin6（GND）引脚连接至万用表的负极。通过万用表可以测量引脚输出的电压值，验证GPIO功能是否正常。

连接方法二：使用GPIO扩展板指示灯
你也可以通过接插 树莓派4B/3B GPIO扩展板 到40-pin扩展接口来测试GPIO高低电平。该扩展板将各GPIO引脚引出并配有对应的指示灯，你可将待测GPIO引脚配置为输出模式并接到扩展板上，当GPIO输出高电平时小灯点亮，输出低电平时小灯熄灭，这样就能直观观察GPIO的电平变化是否符合预期。
关于该扩展板的更多信息，可参考支持配件章节中的 GPIO terminal expansion board 条目（参见：支持配件）。

方法一：使用Shell命令控制¶

系统已默认启用lgpiod服务，依次执行如下命令：

Step1： 打开GPIO设备

rgs c 999 go 4

使用 go 命令打开文件 /dev/gpiochip4。

Step2： 设置GPIO模式

rgs c 999 gso 0 36

使用 gso 命令设置gpio 36为输出模式，这条命令里的 0 是上一条命令的返回内容，根据实际情况修改。

Step3： 设置低电平

rgs c 999 gw 0 36 0

设置gpio 36为低电平，此时测试引脚电压值为 0V。

Step4： 设置高电平

rgs c 999 gw 0 36 1

设置gpio 36为高电平，此时测试引脚电压值为 3.3V。

方法二：使用Python/C代码控制¶

如需使用编程语言进行GPIO控制，请参考以下文档：

Python GPIO开发-使用python-periphery库进行GPIO开发
C/C++ GPIO开发-使用lgpio库进行GPIO开发

这些文档提供了完整的代码示例、编译方法和测试步骤。

I2C测试¶

40-pin接口的pin3和pin5默认是I2C的data和clock引脚，对应设备节点 /dev/i2c9。

提示
若设备节点没有出现，可以先使用本章开头部分的 qpi-config 进行配置使能。

测试准备¶

本次测试使用微雪环境传感器扩展板（BME280），通过40-pin接口进行连接。

硬件连接示意图：

../../_images/image_UOXlbR2Q5oPBAWxklHUcffhenRh.webp

微雪环境传感器扩展板

../../_images/image_QbCZblwh7oWxFjxNewwcpabinhe.webp

Quectel Pi H1 40-Pin接口

../../_images/image_C638bufIZoZ6Hkx5VUkcB0z9n5e.webp

插上环境传感器扩展板的Quectel Pi H1

使用C代码控制¶

前置要求
如果系统中没有lgpio库，请参考 C/C++ GPIO开发文档安装lgpio库。

Step1： 创建源文件

新建 envtest.c 文件，内容如下：

点击展开/折叠完整代码

Step2： 编译程序

gcc -o envtest envtest.c -llgpio

Step3： 运行测试

sudo ./envtest

注意
如果出现"Permission denied"错误，需要使用 sudo 运行程序。

运行成功后，输出内容包含采集的气压、温度和湿度信息：

pressure:    1013.25 hPa
temperature:   25.36 C
humidity:     45.67 %

SPI测试¶

40-pin接口中的SPI功能对应设备节点 /dev/spi10。

提示
若设备节点没有出现，可以先使用本章开头部分的 qpi-config 进行配置使能。

SPI回环测试¶

本测试通过Shell命令控制SPI接口，验证数据收发功能。

Step1： 打开SPI设备

rgs c 999 SPIO 10 0 10000000 0

使用 SPIO 命令打开 /dev/spidev10.0，波特率为10000000。命令返回文件句柄（通常为0）。

Step2： 进行SPI数据传输测试

短数据测试：

rgs c 999 SPIX 0 1 2 3 4

长数据测试：

rgs c 999 SPIX 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4

使用 SPIX 命令进行SPI数据传输，其中 0 是上一条命令返回的文件句柄，后面的数字是要发送的数据。

测试结果：

MISO和MOSI短接时（回环模式），返回发送的数据：

4 1 2 3 4

第一个数字 4 表示接收到的数据字节数。

MISO和MOSI不短接时，返回全255（表示未接收到有效数据）：

4 255 255 255 255

UART测试¶

40-pin接口 的 pin8 和 pin10 默认配置为 UART 功能，对应设备节点 /dev/ttyHS2，若设备节点没有出现，可以先使用本章开头部分的 qpi-config 进行配置使能。

查看串口设备
你可以使用以下命令查看系统中所有的串口设备：

ls /dev/tty*

UART回环测试¶

本测试通过将 pin8 和 pin10 短接，验证串口收发功能是否正常。

硬件连接： 将40-pin接口的pin8（TX）和pin10（RX）短接。

前置要求
需要安装 python3-serial 库：

apt-get update
apt-get install python3-serial

Step1： 创建测试脚本

新建 uart_loop.py 文件，内容如下：

点击展开/折叠完整代码

import serial
import time

def serial_loopback_test(port='/dev/ttyHS2', baudrate=115200, timeout=1):try:# 打开串口
        ser = serial.Serial(
            port=port,
            baudrate=baudrate,
            parity=serial.PARITY_NONE,
            stopbits=serial.STOPBITS_ONE,
            bytesize=serial.EIGHTBITS,
            timeout=timeout
        )if not ser.is_open:print(f"无法打开串口 {port}")returnprint(f"串口 {port} 已打开，开始回环测试（按Ctrl+C退出）...")
        test_data = b"Hello, Serial Loopback!"  # 测试数据while True:# 发送数据
            ser.write(test_data)print(f"发送: {test_data.decode('utf-8')}")# 读取回环数据
            time.sleep(0.1)  # 等待数据接收
            received = ser.read(len(test_data))# 验证结果if received == test_data:print(f"接收: {received.decode('utf-8')} → 测试通过\n")else:print(f"接收异常: 发送[{len(test_data)}] vs 接收[{len(received)}] → 测试失败\n")

            time.sleep(1)  # 间隔1秒重复测试except serial.SerialException as e:print(f"串口错误: {e}")except KeyboardInterrupt:print("\n用户中断测试")finally:if 'ser' in locals() and ser.is_open:
            ser.close()print(f"串口 {port} 已关闭")if __name__ == "__main__":# 可根据实际情况修改串口和波特率
    serial_loopback_test(port='/dev/ttyHS2', baudrate=115200)

Step2： 运行测试

python3 uart_loop.py

测试结果：

当pin8和pin10正确短接时，程序会持续发送数据并验证接收的数据是否一致：

串口 /dev/ttyHS2 已打开，开始回环测试（按Ctrl+C退出）...
发送: Hello, Serial Loopback!
接收: Hello, Serial Loopback! → 测试通过

发送: Hello, Serial Loopback!
接收: Hello, Serial Loopback! → 测试通过

发送: Hello, Serial Loopback!
接收: Hello, Serial Loopback! → 测试通过

按 Ctrl+C 可退出测试程序。

PWM测试¶

40-pin接口 的 pin33 默认配置为 PWM 功能，这里选择微雪的 4pin PWM 协议的调速风扇作为测试设备。

硬件连接¶

PWM风扇接线定义：

Pin	Function	Wire colour	40-Pin连接
1	+5V	Red	pin2或pin4 (5V)
2	PWM	Blue	pin33 (GPIO_78)
3	GND	Black	pin6/9/14/20/25/30/34/39 (任意GND)
4	Tach	Yellow	pin32 (GPIO_76)

连接示意图：

../../_images/image_ES40bgKrmo4OB1xaBPycjOg4n3c.webp

风扇连接到40-Pin接口

../../_images/image_PFEpbRaIQoW4FvxnTlbcHTTFnrf.webp

PWM风扇接口定义

说明

Tach 引脚用于读取风扇转速，是可选连接
如果不需要读取转速信息，Tach引脚可以不连接

使用C代码控制¶

创建 pwm.c 文件，文件内容如下：

#include <stdio.h>#include <lgpio.h>int main(int argc, char **argv){int h;int gpio = 78; 
      float pwmFrequency = 1000;float pwmDutyCycle = 50; 

      h = lgGpiochipOpen(4);  // 打开/dev/gpiochip4设备if (h < 0) {printf("ERROR: %s (%d)\n", lguErrorText(h), h); 
          return 1;}   

      int e = lgGpioClaimOutput(h, 0, gpio, 0); 
      if (e < 0) {printf("ERROR: %s (%d)\n", lguErrorText(e), e); 
          return 1;}   

      e = lgTxPwm(h, gpio, pwmFrequency, pwmDutyCycle, 0, 0); 
      if (e < 0) {printf("ERROR: %s (%d)\n", lguErrorText(e), e); 
          return 1;}   

      lguSleep(5);lgGpioFree(h, gpio);lgGpiochipClose(h);return 0;}

编译：

gcc pwm.c -o pwm -llgpio

执行：

sudo ./pwm

风扇会以中等转速运转，可以调整代码中的 pwmDutyCycle 值（范围0-100）来调整风扇转速。

40-Pin扩展¶

引脚定义¶

接口配置说明¶

GPIO测试¶

硬件连接¶

方法一：使用Shell命令控制¶

方法二：使用Python/C代码控制¶

I2C测试¶

测试准备¶

使用C代码控制¶

SPI测试¶

SPI回环测试¶

UART测试¶

UART回环测试¶

PWM测试¶

硬件连接¶

使用C代码控制¶

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