树莓派7：树莓派外设开发综述(树莓派wiringPi库详解)

小灰灰 2022-12-07 12:45 400阅读 0赞

## 树莓派外设开发综述 ##

**1.树莓派的接口：**  
**IO口：**  
intput output -------是针对主控来说  
intput(采集数据)：人体红外传感器，烟雾传感器，火焰传感器，振动传感器等等；  
output(实现控制)：继电器开关，蜂鸣器，LED等  
IO口的复用：一口多用  
PWM：电机调速，灯光亮度调节  
串口：USART  
IIC，SPI，IIS  
其它特定硬件的接口：flash  
等等  
**补充：**  
C51,STM32,WemosD1；都有这些接口，但是是纯逻辑的操作，没有操作系统(STM32含有RTOS实时操作系统)  
树莓派，Nanopi，S3c2410，Tiny210，海思方案，瑞芯微方案，移远方案，都使用操作系统

**2.树莓派外设开发接口文档参考：**

**wiringPi 库**（提供API）：i是一个很棒的树莓派IO控制库-----(Linux动态库 .so ，静态库.a)

**安装：**  
在终端下输入：

gpio -v

查看树莓派操作是否含有wiringPi ，  
如果没有，参考链接文档第一步进行安装。

**编译和运行：**  
假如你写了一个LEDtest.c 的项目，则如下：

//编译
    gcc -Wall -o LEDtest LEDtest.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：

gpio readall

可以查看到下图：  
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。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
**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。

**3.树莓派的接口函数：**

**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。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]  
**时间控制函数：**

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]  
**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。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]  
**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。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]  
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

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 8]  
**串口通信：**

使用时需要包含头文件：\#include <wiringSerial.h>  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 9]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 10]  
注意：初次使用树莓派串口编程，需要配置。

以下：  
**shift移位寄存器芯片API  
树莓派硬件平台特有的API**  
用到的时候再研究，

> 学习参考：  
> [树莓派wiringPi库详解][wiringPi]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221123/0b121748be114f16830c10866e379b35.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221123/38d43b26ab3342cd81e3a73eab317c16.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221123/61447e1e6e7c40b2a7fa2f3cf7e25509.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: /images/20221123/ba7e4d533d71466e89133211001a2e8a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]: /images/20221123/5699d2c723ef466fb53abbd2ff31fc03.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]: /images/20221123/bcc5fcf841e54c90a91bbc0d664696e3.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]: /images/20221123/b79e3ff9d11b41308220be677cabf43a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]: /images/20221123/1a28fbbbd0d64aa08a572ebb35d505b0.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 8]: /images/20221123/7d3e41c4c1864b3a8d0ad4791c2a6eea.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 9]: /images/20221123/e4f557c3f77d4bfe86c19f54f80ce89a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MDczNDUxNA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 10]: /images/20221123/eab72425925248ccae664bf0684d24aa.png
[wiringPi]: https://www.cnblogs.com/lulipro/p/5992172.html