树莓派WiringPi库总结

1.WiringPi库介绍

(1)Wiringpi是一个很棒的树莓派IO控制库,提供了丰富的接口:GPIO控制,中断,多线程等等,java的pi4j项目也是基于wiringpi

(2)在使用wiringPi库时,你需要包含头文件 #include<wiringPi.h>。凡是写wiringPi的程序,都包含这个头文件。

2.WiringPi库安装编译和运行

(1)安装

   进入wiringPi的官网下载安装包

   进入安装包所在的目录执行以下命令

   tar xfz wiringpixxx.tar.gz

   cd wiringpixxx

   /build

  验证wiringPi是否安装成功,输入gpio-v,会在终端中输出wiringpi的信息,否则安装失败

(2)编译和运行

编译: gcc xxx.c ‐o xxx ‐lwiringpi

运行: sudo ./xxx

3.硬件初始化函数

使用wiringpi时,必须在执行任何操作前初始化树莓派,否则程序不能正常工作

可以调用下表函数之一进行初始化,它们都会返回一个int,返回-1表示初始化失败。

int wiringPiSetup (void) 返回:执行状态,-1表示失败

当使用这个函数初始化树莓派引脚时,程序使用的是wiringPi 引脚编号表。引脚的编号为 0~16

需要root权限

int wiringPiSetupGpio (void) 返回执行状态,-1表示失败

当使用这个函数初始化树莓派引脚时,程序中使用的是BCM GPIO 引脚编号表。

需要root权限

wiringPiSetupPhys(void)  不常用,不做介绍  /
wiringPiSetupSys (void) ;  不常用,不做介绍  /

4. 通用GPIO控制函数

void pinMode (int pin, int mode)

pin:配置的引脚

mode:指定引脚的IO模式

可取的值:INPUT、OUTPUT、PWM_OUTPUT,GPIO_CLOCK

     


作用:配置引脚的IO模式

注意:
只有wiringPi 引脚编号下的1脚(BCM下的18脚) 支持PWM输出

只有wiringPi编号下的7(BCM下的4号)支持GPIO_CLOCK输出

void digitalWrite (int pin, int value)

pin:控制的引脚

value:引脚输出的电平值。

 可取的值:HIGH,LOW分别代表高低电平

让对一个已近配置为输出模式的 引脚  输出指定的电平信号
int digitalRead (int pin)

pin:读取的引脚

返回:引脚上的电平,可以是LOW HIGH 之一

读取一个引脚的电平值  LOW  HIGH ,返回
void analogWrite(int pin, int value)

pin:引脚

value:输出的模拟量

模拟量输出

树莓派的引脚本身是不支持AD转换的,也就是不能使用模拟量的API,

需要增加另外的模块
int analogRead (int pin)

pin:引脚

返回:引脚上读取的模拟量

模拟量输入

树莓派的引脚本身是不支持AD转换的,也就是不能使用模拟量的API,

需要增加另外的模块

void pwmWrite (int pin, int value)

pin:引脚

value:写入到PWM寄存器的值,范围在0~1024之间。

输出一个值到PWM寄存器,控制PWM输出。
pin只能是wiringPi 引脚编号下的1脚(BCM下的18脚)
 
void pullUpDnControl (int pin, int pud)

 pin:引脚

pud:拉电阻模式

可取的值:PUD_OFF        不启用任何拉电阻。关闭拉电阻。
             PUD_DOWN    启用下拉电阻,引脚电平拉到GND
             PUD_UP         启用上拉电阻,引脚电平拉到3.3v

对一个设置IO模式为 INPUT 的输入引脚设置拉电阻模式。

与Arduino不同的是,树莓派支持的拉电阻模式更丰富。

树莓派内部的拉电阻达50K欧姆

5.时间控制函数

unsigned int millis (void)
这个函数返回 一个 从你的程序执行 wiringPiSetup  初始化函数(或者wiringPiSetupGpio ) 到 当前时间 经过的 毫秒数。
返回类型是unsigned int,最大可记录 大约49天的毫秒时长。
unsigned int micros (void) 这个函数返回 一个 从你的程序执行 wiringPiSetup  初始化函数(或者wiringPiSetupGpio ) 到 当前时间 经过的 微秒数。
返回类型是unsigned int,最大可记录 大约71分钟的时长。
void delay (unsigned int howLong) 将当前执行流暂停 指定的毫秒数。因为Linux本身是多线程的,所以实际暂停时间可能会长一些。参数是unsigned int 类型,最大延时时间可达49天
void delayMicroseconds (unsigned int howLong) 将执行流暂停 指定的微秒数(1000微秒 = 1毫秒 = 0.001秒)。
因为Linux本身是多线程的,所以实际暂停时间可能会长一些。参数是unsigned int 类型,最大延时时间可达71分钟

6.中断

wiringPi提供了一个中断处理注册函数,它只是一个注册函数,并不处理中断。他无需root权限。

int wiringPiISR (int pin, int edgeType,  void (*function)(void))

返回值:返回负数则代表注册失败

pin:接受中断信号的引脚

edgeType:触发的方式。

 INT_EDGE_FALLING:下降沿触发
 INT_EDGE_RISING:上升沿触发
 INT_EDGE_BOTH :上下降都会触发
 INT_EDGE_SETUP:编程时用不到。       

    

function:中断处理函数的指针,它是一个无返回值,无参数的函数。

注册的函数会在中断发生时执行

和51单片机不同的是:这个注册的中断处理函数会和main函数并发执行(同时执行,谁也不耽误谁)

当本次中断函数还未执行完毕,这个时候树莓派又触发了一个中断,那么这个后来的中断不会被丢弃,它仍然可以被执行。但是wiringPi最多可以跟踪并记录后来的仅仅1个中断,如果不止1个,则他们会被忽略,得不到执行

7.softPwm,软件实现的PWM

树莓派硬件上支持的PWM输出的引脚有限,为了突破这个限制,wiringPi提供了软件实现的PWM输出API。

需要包含头文件:#include <softPwm.h>

编译时需要添pthread库链接  -lpthread

int softPwmCreate (int pin, int initialValue, int pwmRange)

pin:用来作为软件PWM输出的引脚

initalValue:引脚输出的初始值

pwmRange:PWM值的范围上限

建议使用100.

返回:0表示成功。

使用一个指定的pin引脚创建一个模拟的PWM输出引脚
void softPwmWrite (int pin, int value)

pin:通过softPwmCreate创建的引脚

value:PWM引脚输出的值

更新引脚输出的PWM值

8.串口通信

使用时需要包含头文件:#include <wiringSerial.h>

int serialOpen (char *device, int baud)

device:串口的地址,在Linux中就是设备所在的目录。

默认一般是"/dev/ttyAMA0",我的是这样的。

 baud:波特率

返回:正常返回文件描述符,否则返回-1失败。

打开并初始串口

void serialClose (int fd)
fd:文件描述符 关闭fd关联的串口
void  serialPutchar (int fd, unsigned char c)

fd:文件描述符

c:要发送的数据

发送一个字节的数据到串口
void  serialPuts (int fd, char *s)

fd:文件描述符

s:发送的字符串,字符串要以'\0'结尾

发送一个字符串到串口
void  serialPrintf (int fd, char *message, …)

fd:文件描述符

message:格式化的字符串

像使用C语言中的printf一样发送数据到串口
int   serialDataAvail (int fd)

fd:文件描述符

返回:串口缓存中已经接收的,可读取的字节数,-1代表错误

 获取串口缓存中可用的字节数。
int serialGetchar (int fd)

fd:文件描述符

返回:读取到的字符

从串口读取一个字节数据返回。

如果串口缓存中没有可用的数据,则会等待10秒,如果10后还有没,返回-1

所以,在读取前,做好通过serialDataAvail判断下。

void serialFlush (int fd)

fd:文件描述符

刷新,清空串口缓冲中的所有可用的数据。

*size_t write (int fd,const void * buf,size_t count)

fd:文件描述符

buf:需要发送的数据缓存数组

count:发送buf中的前count个字节数据

返回:实际写入的字符数,错误返回-1

这个是Linux下的标准IO库函数,需要包含头文件#include <unistd.h>

当要发送到的数据量过大时,wiringPi建议使用这个函数。

*size_t read(int fd,void * buf ,size_t count);

fd:文件描述符

buf:接受的数据缓存的数组

count:接收的字节数.

返回:实际读取的字符数。

这个是Linux下的标准IO库函数,需要包含头文件#include <unistd.h>

当要接收的数据量过大时,wiringPi建议使用这个函数。

参考大佬lulipro - 博客园

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