树莓派wiringPi库函数-物联网技术文章-傲云油气装备网

- 前言
- 一、初始化函数
- - ※ int wiringPiSetup (void) ：
  - ※ int wiringPiSetupGpio (void) ：
- 二、GPIO
- - ※ void pinMode（int pin，int mode）：
  - ※ void pullUpDnControl（int pin，int pud）：
  - ※ void digitalWrite（int pin，int value）：
  - ※ void digitalWriteByte（int value）;
  - ※ int digitalRead（int pin）：
  - ※ AnalogRead（int pin）：
  - ※ AnalogWrite（int pin，int value）：
- 三、PWM
- - ※ void pwmWrite（int pin，int value）：
  - ※ pwmSetMode (int mode) ：
  - ※ pwmSetRange (unsigned int range) ：
  - ※ pwmSetClock (int divisor) ：
- 四、软件PWM
- - ※ int softPwmCreate (int pin, int initialValue, int pwmRange) ：
  - ※ void softPwmWrite (int pin, int value) ：
- 五、时钟
- - ※ unsigned int millis(void) ：
  - ※ unsigned int micros (void) ：
  - ※ void delay (unsigned int howLong) ：
  - ※ void delayMicroseconds (unsigned int howLong) ：
- 六、中断
- - ※ int waitForInterrupt (int pin，int timeOut) ：
  - ※ int routingPiISR (int pin，int edgeType，void (* function) (void) ) ：
- 七、串口
- - ※ int serialOpen (char *device, int baud) ：
  - ※ void serialClose (int fd) ：
  - ※ void serialPutchar (int fd, unsigned char c) ：
  - ※ void serialPuts (int fd, char *s) ：
  - ※ void serialPrintf (int fd, char *message, …) ：
  - ※ int serialDataAvail (int fd) ：
  - ※ int serialGetchar (int fd) ：
  - ※ void serialFlush (int fd) ：
  - ※ *size_t write (int fd,const void * buf,size_t count) ：
  - ※ *size_t read (int fd,void * buf ,size_t count) ：
- 先这样吧，还有IIC，SPI等，有空再更新.....

前言

以下内容从 wiringPi官网翻译并整理而成，方便日后查找、学习，如对内容有疑问，请在评论区留言或自行前往官网核对。

一、初始化函数

※ int wiringPiSetup (void) ：

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
返回：执行状态，-1表示失败

※ int wiringPiSetupGpio (void) ：

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
返回：执行状态，-1表示失败

二、GPIO

※ void pinMode（int pin，int mode）：

这会将引脚的模式设置为INPUT，OUTPUT，PWM_OUTPUT或GPIO_CLOCK。
请注意，只有wiringPi引脚1（BCM_GPIO 18）支持PWM输出，只有wiringPi引脚7（BCM_GPIO 4）支持CLOCK输出模式。
在Sys模式下，此功能无效。如果需要更改引脚模式，则可以在启动程序之前使用脚本中的gpio程序进行操作。

※ void pullUpDnControl（int pin，int pud）：

这将对一个设置IO模式为 INPUT 的输入引脚设置为上拉或下拉电阻模式。参数pud应该是从下面几个选项选一：PUD_OFF（不上拉/下拉），PUD_DOWN（下拉至接地）或PUD_UP（上拉至3.3v），在Raspberry Pi上，内部上拉/下拉电阻的阻值约为50KΩ。
处于Sys模式时，此功能对Raspberry Pi的GPIO引脚无效。如果您需要激活上拉/下拉，则可以在启动程序之前使用脚本中的gpio程序来执行此操作。

※ void digitalWrite（int pin，int value）：

将值HIGH或LOW（高电平1或低电平0）写入必须预先设置为输出的给定引脚。
WiringPi 将任何非零数字视为HIGH，0是LOW的唯一表示。

※ void digitalWriteByte（int value）;

这将写入提供给前8个GPIO引脚的8位字节。
尽管仍然需要对GPIO硬件进行两次写操作，但这是一次将所有8位都设置为特定值的最快方法。

※ int digitalRead（int pin）：

该函数返回在给定引脚上读取的值。根据引脚上的逻辑电平，它将为高电平或低电平（1或0）。

※ AnalogRead（int pin）：

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。

※ AnalogWrite（int pin，int value）：

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。

三、PWM

※ void pwmWrite（int pin，int value）：

将值写入给定引脚的PWM寄存器。
树莓派只有一个板载PWM引脚，即引脚1（BMC_GPIO 18，物理层12），范围为0~1024。其他PWM器件可能具有其他PWM范围。
在Sys模式下，此功能无法控制树莓派的板载PWM 。

※ pwmSetMode (int mode) ：

设置PWM的运行模式。
PWM发生器可以运行在2种模式下，通过以下参数指定：
PWM_MODE_BAL ：树莓派默认的PWM模式
PWM_MODE_MS ：传统的PWM模式，

※ pwmSetRange (unsigned int range) ：

设置PWM发生器的数值范围（相当于STM32的定时器计数值），默认是0~1024。
range：范围的最大值，0~range。

※ pwmSetClock (int divisor) ：

这将设置PWM时钟的除数（相当于STM32的定时器预分频值）。

四、软件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。

但有一些限制：
1、为了保持较低的CPU使用率，最小脉冲宽度为100μS。将其与默认的建议范围100结合在一起可得到100Hz的PWM频率。如果您更改驱动程序代码中的脉冲宽度，请注意，在少于100μS的情况下，Pi是在软件循环中完成的，这意味着CPU使用率将急剧上升，并且几乎不可能控制多个引脚。
2、PWM输出的每个“周期”都需要10ms（100Hz）的时间，默认范围值为100，因此尝试将PWM值每秒更改100次以上将是徒劳的。
3、在softPWM模式下激活的每个引脚大约占用CPU的0.5％。
4、当前，在程序运行时无法禁用引脚上的softPWM。
5、您需要保持程序运行以维持PWM输出！

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) ：

使用一个指定的pin引脚创建一个模拟的PWM输出引脚。
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。对于pwmRange使用100 ，那么对于给定的引脚，该值可以是0（关闭）到100（完全打开）之间的任何值。
返回：0表示成功。

※ void softPwmWrite (int pin, int value) ：

更新引脚输出的PWM值。
pin：通过softPwmCreate创建的引脚。
value：PWM引脚输出的值。

五、时钟

※ unsigned int millis(void) ：

这将返回一个值，该值表示从调用wiringPiSetup函数（或wiringPiSetupGpio函数）到当前时间所经过的毫秒数。
返回一个无符号的32位整数。
最大可记录大约49天的毫秒时长。

※ unsigned int micros (void) ：

这将返回一个值，该值表示从调用wiringPiSetup函数（或wiringPiSetupGpio函数）到当前时间所经过的微秒数。
返回一个无符号的32位整数。
最大可记录大约71分钟的微秒时长。

※ void delay (unsigned int howLong) ：

延时函数（单位为毫秒），使系统暂停运行。
由于Linux的多任务性质，所以实际上可能会延时更长时间。
请注意，最大延迟的毫秒数为无符号的32位整数，大约49天。

※ void delayMicroseconds (unsigned int howLong) ：

延时函数（单位为微秒），使系统暂停运行。
由于Linux的多任务性质，所以实际上可能会延时更长时间。
请注意，最大延迟的微秒数为无符号的32位整数，大约71分钟。
需要提出的是，小于100微秒的延迟是通过持续轮询系统时间的硬编码循环计时的，超过100微秒的延迟是使用系统nanosleep（）函数完成的。您可能需要考虑非常短的延时对系统整体性能的影响，尤其是在使用线程的情况下。

六、中断

※ int waitForInterrupt (int pin，int timeOut) ：

当被调用时，它将等待该引脚上发生中断事件，并且您的程序将被停止。
timeOut参数以毫秒为单位给出。如果该参数为-1，则意味着永远等待。
如果发生错误，返回值为-1；如果超时，则返回值为0；如果中断成功，则返回值为1。
在调用waitForInterrupt之前，必须首先初始化GPIO引脚，目前唯一的方法是在脚本中使用gpio程序，或者从程序内部使用system（）调用。
例如，我们要等待GPIO0引脚的下降沿中断，我们需要在运行程序前执行命令：gpio edge 0 falling。

※ int routingPiISR (int pin，int edgeType，void (* function) (void) ) ：

注册的函数会在中断发生时执行。
edgeType参数是INT_EDGE_FALLING（下降沿触发），INT_EDGE_RISING（上升沿触发），INT_EDGE_BOTH（双边沿触发）或INT_EDGE_SETUP。如果是INT_EDGE_SETUP，则不会进行引脚初始化，假设您已经在其他地方设置了引脚（例如，使用gpio程序）。但是如果您指定了其他类型之一，则该引脚将被导出并初始化为指定的触发方式。
function参数是中断处理函数的指针，它是一个无返回值，无参数的函数。当发生中断时需要树莓派执行的操作都写在这个函数里。
返回值：返回负数则代表定义失败
引脚号在当前模式下提供wiringPi，BCM_GPIO，物理或Sys模式。
此功能可以在任何模式下工作，并且不需要root特权。
该功能以高优先级运行（如果程序使用sudo或以root身份运行），并且与主程序同时执行。它具有对所有全局变量，打开文件句柄等的完全访问权限。
注意：当本次中断函数还未执行完毕时，这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。

例：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<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();

    //注册中断处理函数
    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
void ButtonPressed(void)
{ 

    digitalWrite(LEDPin,  (HIGH==digitalRead(LEDPin))?LOW:HIGH );

}

七、串口

有关串口的函数使用时需要包含头文件：#include <wiringSerial.h>

※ int serialOpen (char *device, int baud) ：

打开并初始化串口。
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。

※ void serialClose (int fd) ：

关闭由给定文件描述符标识的设备。
fd：文件描述符。

※ void serialPutchar (int fd, unsigned char c) ：

发送一个字节的数据到串口
fd：文件描述符
c：要发送的数据

※ void serialPuts (int fd, char *s) ：

发送一个字符串到串口。
fd：文件描述符。
s：发送的字符串，字符串要以'\0'结尾。

※ void serialPrintf (int fd, char *message, …) ：

像使用C语言中的printf一样发送数据到串口
fd：文件描述符
message：格式化的字符串

※ int serialDataAvail (int fd) ：

获取串口缓存中可用的字节数。
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

※ int serialGetchar (int fd) ：

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。
fd：文件描述符。
返回：读取到的字符。

※ void serialFlush (int fd) ：

刷新，清空串口缓冲中的所有可用的数据。
fd：文件描述符。

※ size_t write (int fd,const void buf,size_t count) ：

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。
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。

※ size_t read (int fd,void buf ,size_t count) ：

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。
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。

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