登录
当前位置： 首页 > 工具软件 > WiringPi > 使用案例 >

树莓派wiringPi库

姜弘新
2023-12-01

树莓派外设开发接口文档参考

WiringPi库（Linux动态库：so 静态库：.a）

API   printf（c标准库）

输入 gpio readall 命令可以查看树莓派管脚号功能列表。

+-----+-----+---------+------+---+---Pi 3B--+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 |     |     |    3.3v |      |   |  1 || 2  |   |      | 5v      |     |     |
 |   2 |   8 |   SDA.1 |   IN | 1 |  3 || 4  |   |      | 5v      |     |     |
 |   3 |   9 |   SCL.1 |   IN | 1 |  5 || 6  |   |      | 0v      |     |     |
 |   4 |   7 | GPIO. 7 |   IN | 1 |  7 || 8  | 1 | ALT0 | TxD     | 15  | 14  |
 |     |     |      0v |      |   |  9 || 10 | 1 | ALT0 | RxD     | 16  | 15  |
 |  17 |   0 | GPIO. 0 |   IN | 0 | 11 || 12 | 0 | IN   | GPIO. 1 | 1   | 18  |
 |  27 |   2 | GPIO. 2 |   IN | 0 | 13 || 14 |   |      | 0v      |     |     |
 |  22 |   3 | GPIO. 3 |   IN | 0 | 15 || 16 | 0 | IN   | GPIO. 4 | 4   | 23  |
 |     |     |    3.3v |      |   | 17 || 18 | 0 | IN   | GPIO. 5 | 5   | 24  |
 |  10 |  12 |    MOSI |   IN | 0 | 19 || 20 |   |      | 0v      |     |     |
 |   9 |  13 |    MISO |   IN | 0 | 21 || 22 | 0 | IN   | GPIO. 6 | 6   | 25  |
 |  11 |  14 |    SCLK |   IN | 0 | 23 || 24 | 1 | IN   | CE0     | 10  | 8   |
 |     |     |      0v |      |   | 25 || 26 | 1 | IN   | CE1     | 11  | 7   |
 |   0 |  30 |   SDA.0 |   IN | 1 | 27 || 28 | 1 | IN   | SCL.0   | 31  | 1   |
 |   5 |  21 | GPIO.21 |   IN | 1 | 29 || 30 |   |      | 0v      |     |     |
 |   6 |  22 | GPIO.22 |   IN | 1 | 31 || 32 | 0 | IN   | GPIO.26 | 26  | 12  |
 |  13 |  23 | GPIO.23 |   IN | 0 | 33 || 34 |   |      | 0v      |     |     |
 |  19 |  24 | GPIO.24 |   IN | 0 | 35 || 36 | 0 | IN   | GPIO.27 | 27  | 16  |
 |  26 |  25 | GPIO.25 |   IN | 0 | 37 || 38 | 0 | IN   | GPIO.28 | 28  | 20  |
 |     |     |      0v |      |   | 39 || 40 | 0 | IN   | GPIO.29 | 29  | 21  |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+---Pi 3B--+---+------+---------+-----+-----+

wiringPi库API大全

        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，编译时要 gcc *.c  -lwiringPi。

硬件初始化函数

        使用wiringPi时，你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 /

 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

用例：继电器组硬件控制开发

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

#define SWIT1 26
#define SWIT2 27
#define SWIT3 28
#define SWIT4 29

int main(){
        char cmd[10] = {'\0'};

        if(wiringPiSetup() == -1){
                printf("硬件接口初始化错误\n");
                return -1;
        }

        pinMode(SWIT1, OUTPUT);
        pinMode(SWIT2, OUTPUT);
        pinMode(SWIT3, OUTPUT);
        pinMode(SWIT4, OUTPUT);

        digitalWrite(SWIT1, HIGH);
        digitalWrite(SWIT2, HIGH);
        digitalWrite(SWIT3, HIGH);
        digitalWrite(SWIT4, HIGH);
        while(1){
                memset(cmd, '\0', sizeof(cmd));
                printf("请输入1/2/3/4 on/off：x off断开x开关，x on导通x开关\n");
                gets(cmd);

                if(strcmp(cmd,"1 off") == 0){
                        digitalWrite(SWIT1, HIGH);
                }else if(strcmp(cmd, "1 on") == 0){
                        digitalWrite(SWIT1, LOW);
                }
                if(strcmp(cmd,"2 off") == 0){
                        digitalWrite(SWIT2, HIGH);
                }else if(strcmp(cmd, "2 on") == 0){
                        digitalWrite(SWIT2, LOW);
                }
                if(strcmp(cmd,"3 off") == 0){
                        digitalWrite(SWIT3, HIGH);
                }else if(strcmp(cmd, "3 on") == 0){
                        digitalWrite(SWIT3, LOW);
                }
                if(strcmp(cmd,"4 off") == 0){
                        digitalWrite(SWIT4, HIGH);
                }else if(strcmp(cmd, "4 on") == 0){
                        digitalWrite(SWIT4, LOW);
                }
                if(strcmp(cmd,"all off") == 0){
                        digitalWrite(SWIT1, HIGH);
                        digitalWrite(SWIT2, HIGH);
                        digitalWrite(SWIT3, HIGH);
                        digitalWrite(SWIT4, HIGH);
                }else if(strcmp(cmd, "all on") == 0){
                        digitalWrite(SWIT1, LOW);
                        digitalWrite(SWIT2, LOW);
                        digitalWrite(SWIT3, LOW);
                        digitalWrite(SWIT4, LOW);
                }else if(strcmp(cmd, "quit") == 0){
                        exit(0);
                }
                else{
                        printf("输入错误\n");
                }
        }
        return 0;
}

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

 多线程

wiringPi提供了简单的Linux系统下的通用的 Posix threads线程库接口来支持并发。

int piThreadCreate(name)

name:被包装的线程执行函数

返回：状态码。返回0表示成功启动，反之失败。

源代码：
int piThreadCreate (void *(*fn)(void *))
{
  pthread_t myThread ;

  return pthread_create (&myThread, NULL, fn, NULL) ;
}

包装一个用PI_THEEAD定义的函数为一个线程，并启动这个线程。

首先你需要通过以下方式创建一个特特殊的函数，这个函数中的代码就是在新的线程中将执行的代码。，myTread是你自己线程的名字，可自定义。

PI_THREAD (myThread) { //在这里面写上的代码会和主线程并发执行。 } 在wiringPi.h中，我发现这样一个宏定义：#define PI_THREAD(X) void *X (void *dummy) 那么，被预处理后我们写的线程函数会变成下面这个样子，请注意返回值，难怪我每次写都会警告，因为没有返回一个指针， 那么，以后注意返回NULL，或者 (void*)0 void *myThread (void *dummy) {  //在这里面写上的代码会和主线程并发执行。 }

piLock(int keyNum)keyNum:0-3的值，每一个值代表一把锁

使能同步锁。wiringPi只提供了4把锁，也就是keyNum只能取0~3的值，官方认为有这4把锁就够了。

keyNum：0,1,2,3 每一个数字就代表一把锁。

源代码：

void piLock (int keyNum)
{
  pthread_mutex_lock (&piMutexes [keyNum]) ;
}

piUnlock(int keyNum)keyNum:0-3的值，每一个值代表一把锁

解锁，或者说让出锁。

源代码：

void piUnlock (int key)
{
  pthread_mutex_unlock (&piMutexes [key]) ;
}

int piHiPri (int priority)

priority：优先级指数，0~99

返回值：0，成功

         -1:，失败

设定线程的优先级，设定线程的优先级变高，不会使程序运行加快，但会使这个线程获得相当更多的时间片。priority是相对的。比如你的程序只用到了主线程，

和另一个线程A，主线程设定优先级为1，A线程设定为2，那也代表A比main线程优先级高。

凡是涉及到多线程编程，就会涉及到线程安全的问题，多线程访问同一个数据，需要使用同步锁来保障数据操作正确性和符合预期。

当A线程锁上 锁S 后，其他共用这个锁的竞争线程，只能等到锁被释放，才能继续执行。

成功执行了piLock 函数的线程将拥有这把锁。其他线程想要拥有这把锁必须等到这个线程释放锁，也就是这个线程执行piUnlock后。

同时要扩展的知识是：volatile 这个C/C++中的关键字，它请求编译器不缓存这个变量的数据，而是每次都从内存中读取。特别是在多线程下共享放变量，必须使用volatile关键字声明才是保险的。

 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

 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。

初次使用树莓派串口编程，需要配置。 

/* 修改 cmdline.txt文件 */
>cd /boot/
>sudo vim cmdline.txt
删除【】之间的部分
dwc_otg.lpm_enable=0 【console=ttyAMA0,115200】 kgdboc=ttyAMA0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

用例

#include<stdio.h>
#include<wiringSerial.h>
#include<wiringPi.h>
int main()
{
        int fd;
        int cmd;
        wiringPiSetup();//初始化树莓派引脚

        fd = serialOpen("/dev/ttyAMA0",9600);

        while(1){
                while(serialDataAvail(fd) != -1){
                        cmd = serialGetchar(fd);
                        if(cmd == '1'){
                                serialPuts(fd,"hello world 1\r\n");
                        }
                        if(cmd == '2'){
                                serialPuts(fd,"hello world 2\r\n");
                        }
                        if(cmd == '3'){
                                serialPuts(fd,"hello world 3\r\n");
                        }
                }
        //      serialPutchar(fd,'c');
        //      serialPuts(fd,"hello world!\r\n");
        //      delayMicroseconds(1000000);
        }
        return 0;
}

 类似资料：

相关阅读

树莓派使用USB摄像头和motion实现监控树莓派动作捕捉抓拍存储图像脚本树莓派用python中的OpenCV输出USB摄像头画面Python树莓派学习笔记之UDP传输视频帧操作详解树莓派与PC端在局域网内运用python实现即时通讯

相关文章

平衡二叉树（AVL树）树(Tree)微派网络笔试9.16酷派交互设计面试微派 前端实习一面

相关问答

linux - 我的树莓派为何内存是370MB？使用树莓派从Polarbelt读取心率数据树莓通信如何在树莓派上运行Apache的Python脚本？运维 - 树莓派4b ubuntu server的WIFI无法连接？

相关文档

树莓派与 LinuxSUI 移动开发UI库BootStrap 前端UI库IBM DB2 数据库快速入门Keras 基于 Python 的深度学习库中文文档
快捷导航： 新手教程 算法原理 架构设计 Java进阶 数据库进阶 大厂专栏 面试经验 编程笔记 编程问答 所有专题 文档资料 工具软件 电子书籍 小牛导航
在线工具： 房贷计算器 个税计算器 Linux命令查询 Json格式化 正则表达式 颜色转换 AES加解密 SHA1加密 MD5加密 毒鸡汤 字数统计 随机密码生成 进制转换 Base64编解码 励志句子
Copyright © 2019-2024 小牛知识库@xnip.cn. All Rights Reserved.