wiringPi基本操作示例.docx
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wiringPi基本操作示例
树莓派wiringPi库详解
wiringPi是一个很棒的树莓派IO控制库，使用C语言开发，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的，我最近也在看源代码，到时候整理好了会放出来的。
下面开始wiringPi之旅吧！
安装
进入 wiringPi的github（ 下载安装包。
点击页面的第一个链接的右边的snapshot,下载安装压缩包。
然后进入安装包所在的目录执行以下命令：
>tarxfzwiringPi-98bcb20.tar.gz//98bcb20为版本标号，可能不同
>cdwiringPi-98bcb20
>./build
验证wiringPi的是否安装成功，输入gpio-v，会在终端中输出相关wiringPi的信息。
否则安装失败。
编译和运行
假如你写了一个LEDtest.c的项目，则如下。
编译：
g++-Wall-oLEDtestLEDtest.cpp-lwiringPi//使用C++编程,-Wall是为了使能所有警告，以便发现程序中的问题
gcc-Wall-oLEDtestLEDtest.c-lwiringPi//使用C语言编程
运行：
sudo./LEDtest
查看引脚编号表格
使用如下控制台下命令
>gpioreadall
也可以查看下面的图。
注意：
查看时，将树莓派的USB接口面对自己，这样看才是正确的。
wiringPi库API大全
在使用wiringPi库时，你需要包含头文件#include。
凡是写wiringPi的程序，都包含这个头文件。
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。
intwiringPiSetup（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
intwiringPiSetupGpio（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BCMGPIO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
voidpinMode（intpin,intmode）
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
voiddigitalWrite（intpin,intvalue）
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
intdigitalRead（intpin）
pin：
读取的引脚
返回：
引脚上的电平，可以是LOWHIGH之一
读取一个引脚的电平值 LOW HIGH，返回
voidanalogWrite（intpin,intvalue）
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
intanalogRead（intpin）
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
voidpwmWrite（intpin,intvalue）
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）
voidpullUpDnControl（intpin,intpud）
pin：
引脚
pud：
拉电阻模式
可取的值：
PUD-OFF 关闭拉电阻
PUD_DOWN 引脚电平拉到3.3v
PUD_UP 引脚电平拉到0v接地
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
LED闪烁程序
#include
#include
#include
constintLEDpin=1;
intmain（）
{
if（-1==wiringPiSetup（））
{
cerr<<"setuperror\n";
exit（-1）;
}
pinMode（LEDpin,OUTPUT）;
for（size_ti=0;i<10;++i）
{
digitalWrite（LEDpin,HIGH）;
delay（600）;
digitalWrite（LEDpin,LOW）;
delay（600）;
}
cout<<"------------bye-------------"<return0;
}
PWM输出控制LED呼吸灯的例子
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
constintPWMpin=1;//只有wiringPi编号下的1脚（BCM标号下的18脚）支持
voidsetup（）;
intmain（）
{
setup（）;
intval=0;
intstep=2;
while（true）
{
if（val>1024）
{
step=-step;
val=1024;
}
elseif（val<0）
{
step=-step;
val=0;
}
pwmWrite（PWMpin,val）;
val+=step;
delay（10）;
}
return0;
}
voidsetup（）
{
if（-1==wiringPiSetup（））
{
cerr<<"setuperror\n";
exit（-1）;
}
pinMode（PWMpin,PWM_OUTPUT）;
}
时间控制函数
unsignedintmillis（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unsignedint，最大可记录大约49天的毫秒时长。
unsignedintmicros（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unsignedint，最大可记录大约71分钟的时长。
voiddelay（unsignedinthowLong）
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unsignedint类型，最大延时时间可达49天
voiddelayMicroseconds（unsignedinthowLong）
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unsignedint类型，最大延时时间可达71分钟
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。
intwiringPiISR（intpin,intedgeType, 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。
通过1脚检测因为按键按下引发的下降沿，触发中断，反转11控制的LED
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
voidButtonPressed（void）;
voidsetup（）;
/********************************/
constintLEDPin=11;
constintButtonPin=1;
/*******************************/
intmain（）
{
setup（）;
//注册中断处理函数
if（0>wiringPiISR（ButtonPin,INT_EDGE_FALLING,ButtonPressed））
{
cerr<<"interruptfunctionregisterfailure"<exit（-1）;
}
while
（1）;
return0;
}
voidsetup（）
{
if（-1==wiringPiSetup（））
{
cerr<<"wiringPisetuperror"<exit（-1）;
}
pinMode（LEDPin,OUTPUT）;//配置11脚为控制LED的输出模式
digitalWrite（LEDPin,LOW）;//初始化为低电平
pinMode（ButtonPin,INPUT）;//配置1脚为输入
pullUpDnControl（ButtonPin,PUD_UP）;//将1脚上拉到3.3v
}
//中断处理函数：
反转LED的电平
voidButtonPressed（void）
{
digitalWrite（LEDPin,（HIGH==digitalRead（LEDPin））?
LOW:
HIGH）;
}
多线程
wiringPi提供了简单的Linux系统下的通用的Posixthreads线程库接口来支持并发。
intpiThreadCreate（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：
intpiThreadCreate（void*（*fn）（void*））
{
pthread_tmyThread;
returnpthread_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：
#definePI_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（intkeyNum）
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：
voidpiLock（intkeyNum）
{
pthread_mutex_lock（&piMutexes[keyNum]）;
}
piUnlock（intkeyNum）
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：
voidpiUnlock（intkey）
{
pthread_mutex_unlock（&piMutexes[key]）;
}
intpiHiPri（intpriority）
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
编译时需要添pthread库链接 -lpthread
intsoftPwmCreate（intpin,intinitialValue,intpwmRange）
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
voidsoftPwmWrite（intpin,intvalue）
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
intserialOpen（char*device,intbaud）
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
voidserialClose（intfd）
fd：
文件描述符
关闭fd关联的串口
void serialPutchar（intfd,unsignedcharc）
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（intfd,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（intfd,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（intfd）
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。
intserialGetchar（intfd）
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。
voidserialFlush（intfd）
fd：
文件描述符
刷新，清空串口缓冲中的所有可用的数据。
*size_twrite（intfd,constvoid*buf,size_tcount）
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
当要发送到的数据量过大时，wiringPi建议使用这个函数。
*size_tread（intfd,void*buf,size_tcount）;
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
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。
我开始搞了很久，以为是程序写错了还一直在调试。
。
。
（～￣—￣）～
/*修改cmdline.txt文件*/
>cd/boot/
>sudovimcmdline.txt
删除【】之间的部分
dwc_otg.lpm_enable=0【console=ttyAMA0,115200】kgdboc=ttyAMA0,115200console=tty1root=/dev/mmcblk0p2rootfstype=ext4elevator=deadlinerootwait
/*修改inittab文件*/
>cd/etc/
>sudoviminittab
注释掉最后一行内容:
，在前面加上#号
#T0:
23:
respawn:
/sbin/getty-LttyAMA0115200vt100
sudoreboot重启
下面是双机通信的一个例子
C51代码，作为串口通信的接发送。
serial库请看另一篇文章
#include
#include"serial.h"
/**********function****************/
bitisOpenPressed（void）;
bitisClosePressed（void）;
voiddelay（unsignedintt）;
/*********************************/
sbitcloseButton=P2^0;//与关闭按键相连的引脚
sbitopenButton=P2^1;//与打开按键相连的引脚
voidmain（void）
{
closeButton=1;//拉高
openButton=1;//拉高
EA=1;//打开总中断
serial_init（9600）;//初始化51串口
while
（1）
{
if（isClosePressed（））//如果关闭按钮按下
{
serial_write（0）;//发送数据0给树莓派
delay（10）;
}
elseif（isOpenPressed（））//如果打开按钮按下
{
serial_write
（1）;//发送数据1给树莓派
delay（10）;
}
}
}
bitisOpenPressed（void）
{
bitpress=0;
if（0==openButton）
{
delay（5）;
if（0==openButton）
{
while（!
openButton）
;
press=1;
}
}
returnpress;
}
bitisClosePressed（void）
{
bitpress=0;
if（0==closeButton）
{
delay（5）;
if（0==closeButton）
{
while（!
closeButton）
;
press=1;
}
}
returnpress;
}
voiddelay（unsignedintt）
{
unsignedinti;
unsignedcharj;
for（i=t;i>0;i--）
for（j=120;j>0;j--）
;
}
树莓派代码，作为串口通信的接收方
#include
#include
#include
#include
usingnamespacestd;
voidsetup（）;
constintLEDPin=11;
intmai
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