树莓派WiringPi库

WiringPi 是一个为树莓派提供的 C 语言库 ，让用户能简单便捷地访问树莓派的 GPIO（通用目的输入输出）引脚，实现与外部设备的交互

1.下载WiringPi库

命令安装

sudo apt - get install wiringpi

验证安装

gpio -v

或

 gpio readall

手动安装

如果无法通过软件源正常安装，可从 WiringPi 的 GitHub 仓库The Drogon Network | Crow下载安装包。下载后，解压文件，进入解压后的目录，执行以下的命令进行编译安装;

./build

2.基本使用步骤

1.包含头文件：在代码开头添加 #include <wiringPi.h> 引入 WiringPi 库函数声明。

2.初始化：调用 wiringPiSetup() 初始化

3.设置引脚模式：利用 pinMode(int pin, int mode) 函数设置引脚输入输出模式，如 pinMode(XXX, OUTPUT) 设置为输出模式，pinMode(XXX, INPUT) 设置为输入模式 。

4.读写引脚：用 digitalWrite(int pin, int value) 向引脚写高低电平，digitalRead(int pin) 读取引脚电平状态。

5.编译运行：编译时加上 -lwiringPi 链接库，例如 gcc your_code.c -lwiringPi 

3.常用API介绍

功能分类	函数原型	功能描述	参数说明	返回值
初始化	int wiringPiSetup(void)	使用 WiringPi 引脚编号方案初始化 WiringPi 库	无	0（成功），-1（失败）
	int wiringPiSetupGpio(void)	使用 BCM GPIO 引脚编号方案初始化 WiringPi 库	无	0（成功），-1（失败）
	int wiringPiSetupPhys(void)	使用物理引脚编号方案初始化 WiringPi 库	无	0（成功），-1（失败）
GPIO 操作	void pinMode(int pin, int mode)	设置指定引脚的模式（输入 / 输出 / PWM 输出）	pin：引脚编号； mode：INPUT（输入）、OUTPUT（输出）、PWM_OUTPUT（PWM 输出，仅适用于特定引脚）	无
	void digitalWrite(int pin, int value)	向指定输出引脚写入高低电平	pin：引脚编号； value：HIGH（高电平，通常为 1）或LOW（低电平，通常为 0）	无
	int digitalRead(int pin)	读取指定输入引脚的电平状态	pin：引脚编号	HIGH（1）或LOW（0）
	void pullUpDnControl(int pin, int pud)	设置指定输入引脚的上拉 / 下拉电阻状态	pin：引脚编号； pud：PUD_OFF（无上拉 / 下拉电阻）、PUD_DOWN（下拉电阻）、PUD_UP（上拉电阻）	无
PWM 相关	void pwmWrite(int pin, int value)	在支持 PWM 的引脚上设置 PWM 输出值（控制占空比）	pin：支持 PWM 的引脚（如 GPIO18）； value：取值范围 0 - 1024，0 表示占空比 0%，1024 表示占空比 100%	无
中断处理	int wiringPiISR(int pin, int edge, void (*function)(void))	为指定引脚设置中断服务程序	pin：引脚编号； edge：触发方式，INT_EDGE_FALLING（下降沿触发）、INT_EDGE_RISING（上升沿触发）、INT_EDGE_BOTH（双边沿触发）； function：中断回调函数指针	0（成功），-1（失败）
延时	void delay(unsigned int ms)	使程序延时指定的毫秒数	ms：延时的毫秒数	无
	void delayMicroseconds(unsigned int us)	使程序延时指定的微秒数	us：延时的微秒数	无
串口通信	int serialOpen(const char *device, int baud)	打开并初始化指定的串口设备	device：串口设备路径（如/dev/ttyAMA0）； baud：波特率	成功返回文件描述符（非负整数），失败返回 - 1
	void serialClose(int fd)	关闭指定的串口设备	fd：串口文件描述符（由serialOpen返回）	无
	void serialPutchar(int fd, unsigned char c)	向指定串口发送一个字符	fd：串口文件描述符； c：要发送的字符	无
	void serialPuts(int fd, const char *s)	向指定串口发送一个字符串	fd：串口文件描述符； s：字符串指针	无
	void serialPrintf(int fd, const char *message, ...)	向指定串口发送格式化字符串（类似printf）	fd：串口文件描述符； message：格式化字符串，后续为可变参数	无
	int serialDataAvail(int fd)	检查指定串口缓冲区中可用的字节数	fd：串口文件描述符	返回可用字节数（非负整数），错误返回 - 1
	int serialGetchar(int fd)	从指定串口读取一个字符（阻塞方式）	fd：串口文件描述符	成功返回读取的字符（ASCII 码值），超时返回 - 1
I2C 通信	int wiringPiI2CSetup(int devId)	初始化指定 I2C 设备	devId：I2C 设备地址	成功返回设备文件描述符（非负整数），失败返回 - 1
	int wiringPiI2CRead(int fd)	从指定 I2C 设备读取一个字节数据	fd：I2C 设备文件描述符（由wiringPiI2CSetup返回）	成功返回读取的数据（0 - 255），失败返回 - 1
	int wiringPiI2CWrite(int fd, int data)	向指定 I2C 设备写入一个字节数据	fd：I2C 设备文件描述符； data：要写入的数据（0 - 255）	成功返回 0，失败返回 - 1
SPI 通信	void spiBegin(void)	初始化 SPI 总线	无	无
	void spiEnd(void)	结束 SPI 总线通信	无	无
	int spiTransfer(int data)	在 SPI 总线上传输一个字节数据并返回接收到的数据	data：要发送的数据（0 - 255）	返回接收到的数据（0 - 255）

4.引脚编号说明

BCM：Broadcom SOC 芯片的 GPIO 引脚编号 ，是基于树莓派所使用的博通芯片内部定义的编号，在底层开发和官方文档中常用 

wPi：WiringPi 库定义的引脚编号 ，WiringPi 是用于树莓派 GPIO 控制的第三方库，为简化编程对引脚重新编号，但该库已不再更新维护 

Name：引脚功能名称 ，比如 SDA.1 、SCL.1 分别是 I2C1 总线的数据线和时钟线；GPIO 开头的表示通用输入输出引脚；还有电源引脚如 3.3v 、5v 、0v （接地 ） 

Mode：引脚默认模式 ，IN 表示输入模式，OUT 表示输出模式 ，部分引脚还可能有其他复用功能模式（如 ALT0 等 ） 

V ：引脚的电平相关属性，这里的 0 和 1 可能用于表示某些功能的启用或禁用状态等（不同场景含义有别 ） 

Physical：引脚的物理位置编号 ，按照树莓派 GPIO 排针从上到下、从左到右的顺序依次编号，便于在实际硬件连接时快速定位引脚 

5.实际使用WiringPi库

1.输入命令控制继电器组

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>#define SWICH1  26
#define SWICH2  27
#define SWICH3  28
#define SWICH4  29
int main()
{char cmd[12];if(wiringPiSetup() == -1){printf("Initgpio failed!\n");return -1;}pinMode(SWICH1,OUTPUT);pinMode(SWICH2,OUTPUT);pinMode(SWICH3,OUTPUT);pinMode(SWICH4,OUTPUT);digitalWrite(SWICH1,HIGH);digitalWrite(SWICH2,HIGH);digitalWrite(SWICH3,HIGH);digitalWrite(SWICH4,HIGH);while(1){printf("请输入1/2/3/4 on或off:\n");memset(cmd,'\0',sizeof(cmd));//scanf("%s",&cmd);gets(cmd);if(strcmp(cmd,"1 on") == 0){digitalWrite(SWICH1,LOW);}else if(strcmp(cmd,"1 off") == 0){digitalWrite(SWICH1,HIGH);}if(strcmp(cmd,"2 on") == 0){digitalWrite(SWICH2,LOW);}else if(strcmp(cmd,"2 off") == 0){digitalWrite(SWICH2,HIGH);}if(strcmp(cmd,"3 on") == 0){digitalWrite(SWICH3,LOW);}else if(strcmp(cmd,"3 off") == 0){digitalWrite(SWICH3,HIGH);}if(strcmp(cmd,"4 on") == 0){digitalWrite(SWICH4,LOW);}else if(strcmp(cmd,"4 off") == 0){digitalWrite(SWICH4,HIGH);}if(strcmp(cmd,"all off") == 0){digitalWrite(SWICH2,HIGH);digitalWrite(SWICH3,HIGH);digitalWrite(SWICH4,HIGH);digitalWrite(SWICH5,HIGH);printf("全部关闭 自动退出！\n");return -1;}}return 0;
}

2.超声波测距

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>#define Trig    4
#define Echo    5void chaoshengboInit(void)
{pinMode(Echo, INPUT);//检测波什么时候发什么时候回来设置端口为输入pinMode(Trig, OUTPUT);//触发脉冲设置端口为输出
}float disMeasure(void)//测距原理
{struct timeval tv1;struct timeval tv2;long start, stop;float dis;digitalWrite(Trig, LOW);//先让脉冲处于低平稳delayMicroseconds(2);digitalWrite(Trig, HIGH);//再拉高delayMicroseconds(10);      //发出超声波脉冲digitalWrite(Trig, LOW);//拉低至平稳while ((digitalRead(Echo) != 1));gettimeofday(&tv1, NULL);           //获取当前时间，开始接收到返回信号的时候while (!(digitalRead(Echo) == 0));gettimeofday(&tv2, NULL);           //获取当前时间,最后接收到返回信号的时候start = tv1.tv_sec * 1000000 + tv1.tv_usec;   //微秒级的时间，开始发波的时间stop  = tv2.tv_sec * 1000000 + tv2.tv_usec;//波返回来的时间dis = (float)(stop - start) / 1000000 * 34000 / 2;  //计算时间差求出距离return dis;
}int main(void)
{float dis;//用来存放测试的距离if (wiringPiSetup() == -1) { //硬件端口初始化printf("setup wiringPi failed !");return -1;}chaoshengboInit();//调用超声波函数while (1) {//不断地测距dis = disMeasure();printf("distance = %0.2f cm\n", dis);delay(1000);}return 0;
}

3.串口通信

#include <wiringSerial.h>
#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{int  fd;char cmd;wiringPiSetup();fd = serialOpen("/dev/ttyAMA0",9600);//打开串口while(1){               if(serialDataAvail (fd) != -1)//如果串口有数据{printf("there is data!\n");cmd = serialGetchar (fd);//串口获取一个字符printf("cmd = %c\n",cmd);if(cmd == '1')//字符是1{serialPuts (fd,"jcc\r\n");//串口发送字符串}else if(cmd == '2'){serialPuts (fd,"cc\r\n");}}else{printf("no data!\n");}delayMicroseconds(100000);}return 0;
}