树莓派wiringPi库详解
wiringPi是一個很棒的樹莓派IO控制庫，使用C語言開發，提供了豐富的接口：GPIO控制，中斷，多線程，等等。java 的pi4j項目也是基于wiringPi的，我最近也在看源代碼，到時候整理好了會放出來的。
下面開始wiringPi之旅吧！
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安裝
進入? wiringPi的github (https://git.drogon.net/?p=wiringPi;a=summary) 下載安裝包。點擊頁面的第一個鏈接的右邊的snapshot,下載安裝壓縮包。
然后進入安裝包所在的目錄執行以下命令：
>tar xfz wiringPi-98bcb20.tar.gz //98bcb20為版本標號，可能不同 >cd wiringPi-98bcb20 >./build?
驗證wiringPi的是否安裝成功，輸入gpio -v，會在終端中輸出相關wiringPi的信息。否則安裝失敗。
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編譯 和運行
假如你寫了一個LEDtest.c 的項目，則如下。
編譯：g++ -Wall -o LEDtest LEDtest.cpp -lwiringPi //使用C++編程 , -Wall 是為了使能所有警告，以便發現程序中的問題 gcc -Wall -o LEDtest LEDtest.c -lwiringPi //使用C語言編程 運行：sudo ./LEDtest?
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查看引腳編號表格
使用如下控制臺下命令
> gpio readall?也可以查看下面的圖。
注意：查看時，將樹莓派的USB接口面對自己，這樣看才是正確的。
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wiringPi庫API大全
在使用wiringPi庫時，你需要包含頭文件 #include<wiringPi.h>。凡是寫wiringPi的程序，都包含這個頭文件。
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硬件初始化函數
使用wiringPi時，你必須在執行任何操作前初始化樹莓派，否則程序不能正常工作。
可以調用下表函數之一進行初始化，它們都會返回一個int ， 返回 -1 表示初始化失敗。
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| int wiringPiSetup (void) | 返回:執行狀態，-1表示失敗 | 當使用這個函數初始化樹莓派引腳時，程序使用的是wiringPi 引腳編號表。引腳的編號為 0~16 需要root權限 |
| int wiringPiSetupGpio (void) | 返回執行狀態，-1表示失敗 | 當使用這個函數初始化樹莓派引腳時，程序中使用的是BCM GPIO 引腳編號表。 需要root權限 |
| wiringPiSetupPhys(void) | ?不常用，不做介紹 | ?/ |
| wiringPiSetupSys (void) ; | ?不常用，不做介紹 | ?/ |
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通用GPIO控制函數
| void pinMode (int pin, int mode) | pin：配置的引腳 mode:指定引腳的IO模式 可取的值：INPUT、OUTPUT、PWM_OUTPUT，GPIO_CLOCK ????? |
只有wiringPi編號下的7（BCM下的4號）支持GPIO_CLOCK輸出 |
| void digitalWrite (int pin, int value) | pin：控制的引腳 value：引腳輸出的電平值。 ?可取的值：HIGH，LOW分別代表高低電平 | 讓對一個已近配置為輸出模式的 引腳? 輸出指定的電平信號 |
| int digitalRead (int pin) | pin：讀取的引腳 返回：引腳上的電平，可以是LOW HIGH 之一 | 讀取一個引腳的電平值? LOW? HIGH ，返回 |
| void analogWrite(int pin, int value) | pin:引腳 value：輸出的模擬量 | 模擬量輸出 樹莓派的引腳本身是不支持AD轉換的，也就是不能使用模擬量的API， 需要增加另外的模塊 |
| int analogRead (int pin) | pin：引腳 返回：引腳上讀取的模擬量 | 模擬量輸入 樹莓派的引腳本身是不支持AD轉換的，也就是不能使用模擬量的API， 需要增加另外的模塊 |
| void pwmWrite (int pin, int value) | pin：引腳 value：寫入到PWM寄存器的值，范圍在0~1024之間。 | 輸出一個值到PWM寄存器，控制PWM輸出。 pin只能是wiringPi 引腳編號下的1腳（BCM下的18腳） |
| void pullUpDnControl (int pin, int pud) | ?pin：引腳 pud：拉電阻模式 可取的值：PUD-OFF ? ???? 關閉拉電阻 | 對一個設置IO模式為 INPUT 的輸入引腳設置拉電阻模式。 與Arduino不同的是，樹莓派支持的拉電阻模式更豐富。 樹莓派內部的拉電阻達50K歐姆 |
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?LED閃爍程序
#include<iostream> #include<cstdlib> #include<wiringPi.h> const int LEDpin = 1;int main() {if(-1==wiringPiSetup()){cerr<<"setup error\n";exit(-1);}pinMode(LEDpin,OUTPUT); for(size_t i=0;i<10;++i){digitalWrite(LEDpin,HIGH); delay(600);digitalWrite(LEDpin,LOW);delay(600);}cout<<"------------bye-------------"<<endl;return 0; } View Code?
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?PWM輸出控制LED呼吸燈的例子
#include<iostream> #include<wiringPi.h> #include<cstdlib> using namespace std;const int PWMpin = 1; //只有wiringPi編號下的1腳（BCM標號下的18腳）支持 void setup();int main() {setup();int val = 0;int step = 2;while(true){if(val>1024){step = -step; val = 1024;}else if(val<0){step = -step;val = 0;}pwmWrite(PWMpin,val);val+=step;delay(10);}return 0; }void setup() {if(-1==wiringPiSetup()){cerr<<"setup error\n";exit(-1);}pinMode(PWMpin,PWM_OUTPUT); } View Code?
時間控制函數
| unsigned int millis (void) | 這個函數返回 一個 從你的程序執行 wiringPiSetup? 初始化函數（或者wiringPiSetupGpio ） 到 當前時間 經過的 毫秒數。 返回類型是unsigned int，最大可記錄 大約49天的毫秒時長。 |
| unsigned int micros (void) | 這個函數返回 一個 從你的程序執行 wiringPiSetup? 初始化函數（或者wiringPiSetupGpio ） 到 當前時間 經過的 微秒數。 返回類型是unsigned int，最大可記錄 大約71分鐘的時長。 |
| void delay (unsigned int howLong) | 將當前執行流暫停 指定的毫秒數。因為Linux本身是多線程的，所以實際暫停時間可能會長一些。參數是unsigned int 類型，最大延時時間可達49天 |
| void delayMicroseconds (unsigned int howLong) | 將執行流暫停 指定的微秒數（1000微秒 = 1毫秒 = 0.001秒）。 因為Linux本身是多線程的，所以實際暫停時間可能會長一些。參數是unsigned int 類型，最大延時時間可達71分鐘 |
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中斷
wiringPi提供了一個中斷處理注冊函數，它只是一個注冊函數，并不處理中斷。他無需root權限。
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| int wiringPiISR (int pin, int edgeType,? void (*function)(void)) | 返回值：返回負數則代表注冊失敗 pin：接受中斷信號的引腳 edgeType：觸發的方式。 ?INT_EDGE_FALLING：下降沿觸發 function：中斷處理函數的指針，它是一個無返回值，無參數的函數。 | 注冊的函數會在中斷發生時執行 和51單片機不同的是：這個注冊的中斷處理函數會和main函數并發執行（同時執行，誰也不耽誤誰） 當本次中斷函數還未執行完畢，這個時候樹莓派又觸發了一個中斷，那么這個后來的中斷不會被丟棄，它仍然可以被執行。但是wiringPi最多可以跟蹤并記錄后來的僅僅1個中斷，如果不止1個，則他們會被忽略，得不到執行。 |
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?通過1腳檢測 因為按鍵按下引發的 下降沿，觸發中斷，反轉11控制的LED
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#include<iostream> #include<wiringPi.h> #include<cstdlib> using namespace std;void ButtonPressed(void); void setup();/********************************/ const int LEDPin = 11; const int ButtonPin = 1; /*******************************/int main() {setup();//注冊中斷處理函數if(0>wiringPiISR(ButtonPin,INT_EDGE_FALLING,ButtonPressed)){cerr<<"interrupt function register failure"<<endl;exit(-1);}while(1);return 0; }void setup() {if(-1==wiringPiSetup()){cerr<<"wiringPi setup error"<<endl;exit(-1);}pinMode(LEDPin,OUTPUT); //配置11腳為控制LED的輸出模式digitalWrite(LEDPin,LOW); //初始化為低電平 pinMode(ButtonPin,INPUT); //配置1腳為輸入pullUpDnControl(ButtonPin,PUD_UP); //將1腳上拉到3.3v }//中斷處理函數：反轉LED的電平 void ButtonPressed(void) {digitalWrite(LEDPin, (HIGH==digitalRead(LEDPin))?LOW:HIGH );} View Code?
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多線程
wiringPi提供了簡單的Linux系統下的通用的 Posix threads線程庫接口來支持并發。
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| int piThreadCreate(name) | name:被包裝的線程執行函數 返回：狀態碼。返回0表示成功啟動，反之失敗。 源代碼： int piThreadCreate (void *(*fn)(void *)) {pthread_t myThread ;return pthread_create (&myThread, NULL, fn, NULL) ; } | 包裝一個用PI_THEEAD定義的函數為一個線程，并啟動這個線程。 首先你需要通過以下方式創建一個特特殊的函數，這個函數中的代碼就是在新的線程中將執行的代碼。，myTread是你自己線程的名字，可自定義。 PI_THREAD (myThread) {//在這里面寫上的代碼會和主線程并發執行。 }在wiringPi.h中，我發現這樣一個宏定義：#define PI_THREAD(X) void *X (void *dummy) 那么，被預處理后我們寫的線程函數會變成下面這個樣子，請注意返回值，難怪我每次寫都會警告，因為沒有返回一個指針， 那么，以后注意返回NULL，或者 (void*)0 void *myThread (void *dummy) {//在這里面寫上的代碼會和主線程并發執行。 } |
| piLock(int keyNum) | keyNum:0-3的值，每一個值代表一把鎖 | 使能同步鎖。wiringPi只提供了4把鎖，也就是keyNum只能取0~3的值，官方認為有這4把鎖就夠了。 keyNum：0,1,2,3 每一個數字就代表一把鎖。 源代碼： void piLock (int keyNum) ? |
| piUnlock(int keyNum) | keyNum:0-3的值，每一個值代表一把鎖 | 解鎖，或者說讓出鎖。 源代碼： void piUnlock (int key) |
| int piHiPri (int priority) | priority：優先級指數，0~99 返回值：0，成功 ???????? -1:，失敗 | 設定線程的優先級，設定線程的優先級變高，不會使程序運行加快，但會使這個線程獲得相當更多的時間片。priority是相對的。比如你的程序只用到了主線程， 和另一個線程A，主線程設定優先級為1，A線程設定為2，那也代表A比main線程優先級高。 |
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凡是涉及到多線程編程，就會涉及到線程安全的問題，多線程訪問同一個數據，需要使用同步鎖來保障數據操作正確性和符合預期。
當A線程鎖上 鎖S 后，其他共用這個鎖的競爭線程，只能等到鎖被釋放，才能繼續執行。
成功執行了piLock 函數的線程將擁有這把鎖。其他線程想要擁有這把鎖必須等到這個線程釋放鎖，也就是這個線程執行piUnlock后。
同時要擴展的知識是：volatile 這個C/C++中的關鍵字，它請求編譯器不緩存這個變量的數據，而是每次都從內存中讀取。特別是在多線程下共享放變量，必須使用volatile關鍵字聲明才是保險的。
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softPwm，軟件實現的PWM
樹莓派硬件上支持的PWM輸出的引腳有限，為了突破這個限制，wiringPi提供了軟件實現的PWM輸出API。
需要包含頭文件：#include <softPwm.h>
編譯時需要添pthread庫鏈接? -lpthread
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| int softPwmCreate (int pin, int initialValue, int pwmRange) | pin：用來作為軟件PWM輸出的引腳 initalValue：引腳輸出的初始值 pwmRange：PWM值的范圍上限 建議使用100. 返回：0表示成功。 | 使用一個指定的pin引腳創建一個模擬的PWM輸出引腳 |
| void softPwmWrite (int pin, int value) | pin：通過softPwmCreate創建的引腳 value：PWM引腳輸出的值 | 更新引腳輸出的PWM值 |
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串口通信
使用時需要包含頭文件：#include <wiringSerial.h>
| int serialOpen (char *device, int baud) | device:串口的地址，在Linux中就是設備所在的目錄。 默認一般是"/dev/ttyAMA0",我的是這樣的。 ?baud：波特率 返回：正常返回文件描述符，否則返回-1失敗。 | 打開并初始串口 |
void serialClose (int fd) | fd：文件描述符 | 關閉fd關聯的串口 |
| void? serialPutchar (int fd, unsigned char c) | fd:文件描述符 c:要發送的數據 | 發送一個字節的數據到串口 |
| void? serialPuts (int fd, char *s) | fd：文件描述符 s：發送的字符串，字符串要以'\0'結尾 | 發送一個字符串到串口 |
| void? serialPrintf (int fd, char *message, …) | fd：文件描述符 message：格式化的字符串 | 像使用C語言中的printf一樣發送數據到串口 |
| int?? serialDataAvail (int fd) | fd：文件描述符 返回：串口緩存中已經接收的，可讀取的字節數，-1代表錯誤 | ?獲取串口緩存中可用的字節數。 |
| int serialGetchar (int fd) | fd：文件描述符 返回：讀取到的字符 | 從串口讀取一個字節數據返回。 如果串口緩存中沒有可用的數據，則會等待10秒，如果10后還有沒，返回-1 所以，在讀取前，做好通過serialDataAvail判斷下。 |
| void serialFlush (int fd) | fd：文件描述符 | 刷新，清空串口緩沖中的所有可用的數據。 |
| *size_t write (int fd,const void * buf,size_t count) | fd：文件描述符 buf：需要發送的數據緩存數組 count:發送buf中的前count個字節數據 返回：實際寫入的字符數，錯誤返回-1 | 這個是Linux下的標準IO庫函數，需要包含頭文件#include <unistd.h> 當要發送到的數據量過大時，wiringPi建議使用這個函數。 |
| *size_t read(int fd,void * buf ,size_t count); | fd：文件描述符 buf：接受的數據緩存的數組 count:接收的字節數. 返回：實際讀取的字符數。 | 這個是Linux下的標準IO庫函數，需要包含頭文件#include <unistd.h> 當要接收的數據量過大時，wiringPi建議使用這個函數。 |
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初次使用樹莓派串口編程，需要配置。我開始搞了很久，以為是程序寫錯了 還一直在調試。。。(～￣—￣)～
/* 修改 cmdline.txt文件 */ >cd /boot/ >sudo vim cmdline.txt刪除【】之間的部分 dwc_otg.lpm_enable=0 【console=ttyAMA0,115200】 kgdboc=ttyAMA0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait/*修改 inittab文件 */ >cd /etc/ >sudo vim inittab注釋掉最后一行內容:，在前面加上 # 號 #T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100sudo reboot 重啟?
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下面是雙機通信的一個例子
C51代碼，作為串口通信的接發送。serial庫請看另一篇文章
#include<reg52.h> #include"serial.h"/**********function****************/ bit isOpenPressed(void); bit isClosePressed(void); void delay(unsigned int t); /*********************************/sbit closeButton = P2^0; //與關閉按鍵相連的引腳 sbit openButton = P2^1; //與打開按鍵相連的引腳void main(void) {closeButton = 1; //拉高openButton = 1; //拉高 EA =1; //打開總中斷serial_init(9600); //初始化51串口while(1){if(isClosePressed()) //如果關閉按鈕按下 {serial_write(0); //發送數據 0給樹莓派delay(10);}else if(isOpenPressed()) //如果打開按鈕按下 {serial_write(1); //發送數據 1給樹莓派delay(10);}} }bit isOpenPressed(void) {bit press =0;if(0==openButton){delay(5);if(0==openButton){while(!openButton);press = 1;}}return press; }bit isClosePressed(void) {bit press =0;if(0==closeButton){delay(5);if(0==closeButton){while(!closeButton);press = 1;}}return press; }void delay(unsigned int t) {unsigned int i ;unsigned char j;for(i = t;i>0;i--)for(j=120;j>0;j--); } View Code?
樹莓派代碼，作為串口通信的接收方
#include<iostream> #include<cstdlib> #include<wiringPi.h> #include<wiringSerial.h> using namespace std;void setup(); const int LEDPin = 11;int main() {setup();int fd; //Linux 的思想是：將一切IO設備，都看做 文件，fd就是代表串口抽象出來的文件if((fd = serialOpen("/dev/ttyAMA0",9600))==-1) //初始化串口，波特率9600 {cerr<<"serial open error"<<endl;exit(-1);}while(true){if(serialDataAvail(fd) >= 1) //如果串口緩存中有數據 {int data = serialGetchar(fd);if(data==0) //接受到51發送的 數據 0 {// close led digitalWrite(LEDPin,LOW);}else if(data==1) //接受到51發送的 數據 1 {//open led digitalWrite(LEDPin,HIGH);}}}return 0; }void setup() {if(-1==wiringPiSetup()){cerr<<"set up error"<<endl;exit(-1);}pinMode(LEDPin,OUTPUT);digitalWrite(LEDPin,HIGH);} View Code?
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shift移位寄存器芯片API
需要包含頭文件? #include <wiringShift.h>
| void shiftOut (uint8_t dPin, uint8_t cPin, uint8_t order, uint8_t val) | dPin：移位芯片的串行數據入口引腳，比如74HC595的SER腳 cPin：移位芯片的時鐘引腳。如74HC595的11腳 order： ?? LSBFIRST 先發送數據的低位 ?? MSBFIRST先發送數據的高位 ????? val：要發送的8位數據 | 將val串化，通過芯片轉化為并行輸出 如常見的74HC595 |
| ?uint8_t shiftIn (uint8_t dPin, uint8_t cPin, uint8_t order) | 同上。 | ? 將并行數據，通過芯片轉化為串行輸出。 |
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用過595的都知道還有一個引腳：12腳，Rpin，用于把移位寄存器中的數據更新到存儲寄存器中，然后wiringPi的API中沒有使用這個引腳。我建議使用的時候自己加上。
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#include<iostream> #include<wiringPi.h> #include <wiringShift.h> #include<cstdlib> using namespace std;const int SERpin = 1; //serial data input const int SCKpin = 2; //shift register clock const int RCKpin = 3; // storage register clock /************************/ void setup();/*************************/int main() {setup();for(int i=0;i<8;++i){digitalWrite(RCKpin,LOW);shiftOut(SERpin,SCKpin,LSBFIRST,1<<i);digitalWrite(RCKpin,HIGH);delay(800);}return 0;}void setup() {if(-1==wiringPiSetup()){cerr<<"setup error\n";exit(-1);}pinMode(SERpin,OUTPUT);pinMode(RCKpin,OUTPUT);pinMode(SCKpin,OUTPUT);} View Code?
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樹莓派硬件平臺特有的API
并沒有列全，我只是列出了相對來說有用的，其他的，都基本不會用到。
| pwmSetMode (int mode) | mode：PWM運行模式 | 設置PWM的運行模式。 pwm發生器可以運行在2種模式下，通過參數指定： |
| pwmSetRange (unsigned int range) | range，范圍的最大值 0~range | 設置pwm發生器的數值范圍，默認是1024 |
| pwmSetClock (int divisor) | ? | This sets the divisor for the PWM clock. To understand more about the PWM system, you’ll need to read the Broadcom ARM peripherals manual. |
| piBoardRev (void) | 返回：樹莓派板子的版本編號 1或者2 | / |
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就這樣，以后會更新。
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?歡迎轉載，請注明出處：www.cnblogs.com/lulipro
?為了獲得更好的閱讀體驗，請訪問原博客地址。
限于本人水平，如果文章和代碼有表述不當之處，還請不吝賜教。
代碼鋼琴家
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的树莓派wiringPi库详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
