树莓派外设开发基础（wiringPi库）

参考：树莓派外设开发基础篇
作者：丶PURSUING
发布时间：2021-02-05 18:20:53
网址：https://blog.csdn.net/weixin_44742824/article/details/113673019?spm=1001.2014.3001.5501

外设开发综述及wiringPi库

是什么

树莓派中一个集成了很多API（特定平台，特定接口）的库，使得开发像printf一样简单。
初学只需会调库，之后再深入到自己写wiringPi库，IO的上层以及底层的驱动代码。

在这里插入图片描述

如何获取

树莓派的镜像固件中可能不会带有wiringPi库

使用以下命令查看

gpio -v

已经安装

在这里插入图片描述

未安装

由于我的树莓派自带了WiringPi库，没有亲自安装过，参考

安装教程博文中补充失效的下载连接

如何使用

EG1：控制继电器

硬件连接

查看io口详情

gpio readall

在这里插入图片描述

注意了IO口编号可不是中间排针的序号！！

继电器驱动电压3.3v
选择pin7作为信号引脚

下面是连接实物图，因为连接了WIFI，没有用到串口线。
在这里插入图片描述

编程

树莓派的接口函数详解：https://www.cnblogs.com/lulipro/p/5992172.html

包含头文件#incldue <wiringPi.h>

①硬件初始化函数

函数	返回值	说明
`int wiringPiSetup (void)`	-1表示失败	使用wiringPi 引脚编号表，编号为 0~16。root
`int wiringPiSetupGpio (void)`	-1表示失败	使用BCM GPIO引脚编号表。root

②通用GPIO控制函数

函数	可取值(pin👉0,1,2…)	说明
`void pinMode (int pin, int mode)`	value INPUT、OUTPUT、PWM_OUTPUT，GPIO_CLOCK	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
`void digitalWrite (int pin, int value)`	HIGH，LOW	输出高低电平

函数	参数说明	说明
`int digitalRead (int pin)`	返回引脚上的电平
`void analogWrite(int pin, int value)`	value：输出的模拟量	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
`int analogRead (int pin)`	返回引脚上读取的模拟量	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
`void pwmWrite (int pin, int value)`	value：写入到PWM寄存器的值，范围在0~1024之间。	pin只能是wiringPi 引脚编号下的1脚（BCM下的18脚）

EG:从键盘输入0，1控制继电器

编写程序

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>#define SWITCHER 7int main()
{int cmd;if(wiringPiSetup() == -1){printf("硬件初始化失败\n");return -1;}pinMode(SWITCHER,OUTPUT);digitalWrite(SWITCHER,HIGH);while(1){printf("输入0-接通；1-断开并回车\n");scanf("%d",&cmd);//getchar();if(cmd == 0){digitalWrite(SWITCHER,LOW);}else if(cmd == 1){digitalWrite(SWITCHER,HIGH);}else{printf("input error\n");}}return 0;
}

编译时候记得链库 -lwiringPi

代码快速对齐
①gg 回首行
②=G 自动对齐

编译，运行

gcc relay.c -lwiringPi
./a.out

EG2：超声波的使用

Linux下时间函数：struct timeval结构体

结构体原型

#include "sys/time.h"struct timeval  
{  
__time_t tv_sec;        /* Seconds. */  
__suseconds_t tv_usec;  /* Microseconds. */  
};

用法

①定义2个结构体变量

struct timeval tv1;
struct timeval tv2;

②获取某个事件的开始,结束信息

gettimeofday(&tv1, NULL);
//....事件
gettimeofday(&tv2, NULL);

int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);
timezone structure 已经过时了
tz 通常设置为 NULL.

③计算开始，结束的时间

long start, stop;
start = tv1.tv_sec * 1000000 + tv1.tv_usec;  //单位为us
stop  = tv2.tv_sec * 1000000 + tv2.tv_usec;

或者

unsigned long long timeSum = 0;
timeSum = tv1.tv_sec-tv2.tv_sec +(tv1.tv_usev-tv2.tv_usec)/1000000;//以s为单位

超声波原理简述

触发信号为10us的TTL，接收信号检测高电平持续的时间，再由公式计算即可。

TTL电平信号被利用的最多是因为通常数据表示采用二进制规定，+5V等价于逻辑"1"，0V等价于逻辑"0"，这被称做TTL信号系统

代码详解

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#define Trig    4
#define Echo    5void ultraInit(void)
{pinMode(Echo, INPUT);pinMode(Trig, OUTPUT);
}float disMeasure(void)
{struct timeval tv1;struct timeval tv2;/**     struct timeval*     {*         time_t tv_sec;        //Seconds.*         suseconds_t tv_usec;  //Microseconds.*     };*/long start, stop;float dis;digitalWrite(Trig, LOW);delayMicroseconds(2);digitalWrite(Trig, HIGH);delayMicroseconds(10);digitalWrite(Trig, LOW);//10us的TTL//统计高电平持续的时间while(!(digitalRead(Echo) == 1));gettimeofday(&tv1, NULL);while(!(digitalRead(Echo) == 0));gettimeofday(&tv2, NULL);/** int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz);* The functions gettimeofday() and settimeofday() can get and set the time as well as a timezone.* timezone structure 已经过时了;* tz 通常设置为 NULL.*/start = tv1.tv_sec * 1000000 + tv1.tv_usec;  //单位为usstop  = tv2.tv_sec * 1000000 + tv2.tv_usec;dis = (float)(stop - start) / 1000000 * 34000 / 2;//s×cm/s=cmreturn dis;
}int main(void)
{float dis;if(wiringPiSetup() == -1){printf("setup wiringPi failed !");return 1;}ultraInit();while(1){dis = disMeasure();printf("distance = %0.2f cm\n",dis);delay(1000);}return 0;
}

-----------------------------------------------------------------时间控制函数-----------------------------------------------------------
void delay (unsigned int howLong)
毫秒级，最大延时49天

void delayMicroseconds (unsigned int howLong)
微妙级，最大延时71分钟