wiringPi简介、安装和管脚说明,官方document

https://www.cnblogs.com/lulipro/p/5992172.html  WiringPi API 教程

https://www.rubydoc.info/gems/wiringpi2/2.0.1/WiringPi/GPIO

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。

int wiringPiSetup (void)	返回:执行状态，-1表示失败	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
int wiringPiSetupGpio (void)	返回执行状态，-1表示失败	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
wiringPiSetupPhys(void)	不常用，不做介绍	/
wiringPiSetupSys (void) ;	不常用，不做介绍	/

通用GPIO控制函数

void pinMode (int pin, int mode)	pin：配置的引脚 mode:指定引脚的IO模式 可取的值：INPUT、OUTPUT、PWM_OUTPUT，GPIO_CLOCK	作用：配置引脚的IO模式 注意： 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)	pin：控制的引脚 value：引脚输出的电平值。  可取的值：HIGH，LOW分别代表高低电平	让对一个已近配置为输出模式的 引脚  输出指定的电平信号
int digitalRead (int pin)	pin：读取的引脚 返回：引脚上的电平，可以是LOW HIGH 之一	读取一个引脚的电平值  LOW  HIGH ，返回
void analogWrite(int pin, int value)	pin:引脚 value：输出的模拟量	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
int analogRead (int pin)	pin：引脚 返回：引脚上读取的模拟量	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
void pwmWrite (int pin, int value)	pin：引脚 value：写入到PWM寄存器的值，范围在0~1024之间。	输出一个值到PWM寄存器，控制PWM输出。 pin只能是wiringPi 引脚编号下的1脚（BCM下的18脚）
void pullUpDnControl (int pin, int pud)	pin：引脚 pud：拉电阻模式 可取的值：PUD-OFF        关闭拉电阻              PUD_DOWN    引脚电平拉到3.3v              PUD_UP         引脚电平拉到0v 接地	对一个设置IO模式为 INPUT 的输入引脚设置拉电阻模式。 与Arduino不同的是，树莓派支持的拉电阻模式更丰富。 树莓派内部的拉电阻达50K欧姆

时间控制函数

unsigned int millis (void)	这个函数返回 一个 从你的程序执行 wiringPiSetup  初始化函数（或者wiringPiSetupGpio ） 到 当前时间 经过的 毫秒数。 返回类型是unsigned int，最大可记录 大约49天的毫秒时长。
unsigned int micros (void)	这个函数返回 一个 从你的程序执行 wiringPiSetup  初始化函数（或者wiringPiSetupGpio ） 到 当前时间 经过的 微秒数。 返回类型是unsigned int，最大可记录 大约71分钟的时长。
void delay (unsigned int howLong)	将当前执行流暂停 指定的毫秒数。因为Linux本身是多线程的，所以实际暂停时间可能会长一些。参数是unsigned int 类型，最大延时时间可达49天
void delayMicroseconds (unsigned int howLong)	将执行流暂停 指定的微秒数（1000微秒 = 1毫秒 = 0.001秒）。 因为Linux本身是多线程的，所以实际暂停时间可能会长一些。参数是unsigned int 类型，最大延时时间可达71分钟

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。

 

int wiringPiISR (int pin, int edgeType,  void (*function)(void))

返回值：返回负数则代表注册失败 pin：接受中断信号的引脚 edgeType：触发的方式。  INT_EDGE_FALLING：下降沿触发  INT_EDGE_RISING：上升沿触发  INT_EDGE_BOTH ：上下降都会触发  INT_EDGE_SETUP：编程时用不到。              function：中断处理函数的指针，它是一个无返回值，无参数的函数。

注册的函数会在中断发生时执行 和51单片机不同的是：这个注册的中断处理函数会和main函数并发执行（同时执行，谁也不耽误谁） 当本次中断函数还未执行完毕，这个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

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。

 

int piThreadCreate(name)	name:被包装的线程执行函数 返回：状态码。返回0表示成功启动，反之失败。	包装一个用PI_THEEAD定义的函数为一个线程，并启动这个线程。 首先你需要通过以下方式创建一个特特殊的函数，这个函数中的代码就是在新的线程中将执行的代码。，myTread是你自己线程的名字，可自定义。
piLock(int keyNum)	keyNum:0-3的值，每一个值代表一把锁	使能同步锁。wiringPi只提供了4把锁，也就是keyNum只能取0~3的值，官方认为有这4把锁就够了。 keyNum：0,1,2,3 每一个数字就代表一把锁。 源代码： void piLock (int keyNum) {   pthread_mutex_lock (&piMutexes [keyNum]) ; }
piUnlock(int keyNum)	keyNum:0-3的值，每一个值代表一把锁	解锁，或者说让出锁。 源代码： void piUnlock (int key) {   pthread_mutex_unlock (&piMutexes [key]) ; }
int piHiPri (int priority)	priority：优先级指数，0~99 返回值：0，成功          -1:，失败	设定线程的优先级，设定线程的优先级变高，不会使程序运行加快，但会使这个线程获得相当更多的时间片。priority是相对的。比如你的程序只用到了主线程， 和另一个线程A，主线程设定优先级为1，A线程设定为2，那也代表A比main线程优先级高。

 

 

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

编译时需要添pthread库链接  -lpthread

 

int softPwmCreate (int pin, int initialValue, int pwmRange)	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. 返回：0表示成功。	使用一个指定的pin引脚创建一个模拟的PWM输出引脚
void softPwmWrite (int pin, int value)	pin：通过softPwmCreate创建的引脚 value：PWM引脚输出的值	更新引脚输出的PWM值

 

 

串口通信

使用时需要包含头文件：#include

int serialOpen (char *device, int baud)	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。	打开并初始串口
void serialClose (int fd)	fd：文件描述符	关闭fd关联的串口
void  serialPutchar (int fd, unsigned char c)	fd:文件描述符 c:要发送的数据	发送一个字节的数据到串口
void  serialPuts (int fd, char *s)	fd：文件描述符 s：发送的字符串，字符串要以'\0'结尾	发送一个字符串到串口
void  serialPrintf (int fd, char *message, …)	fd：文件描述符 message：格式化的字符串	像使用C语言中的printf一样发送数据到串口
int   serialDataAvail (int fd)	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	获取串口缓存中可用的字节数。
int serialGetchar (int fd)	fd：文件描述符 返回：读取到的字符	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。
void serialFlush (int fd)	fd：文件描述符	刷新，清空串口缓冲中的所有可用的数据。
*size_t write (int fd,const void * buf,size_t count)	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	这个是Linux下的标准IO库函数，需要包含头文件#include 当要发送到的数据量过大时，wiringPi建议使用这个函数。
*size_t read(int fd,void * buf ,size_t count);	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。	这个是Linux下的标准IO库函数，需要包含头文件#include 当要接收的数据量过大时，wiringPi建议使用这个函数。

shift移位寄存器芯片API

需要包含头文件  #include

void shiftOut (uint8_t dPin, uint8_t cPin, uint8_t order, uint8_t val)	dPin：移位芯片的串行数据入口引脚，比如74HC595的SER脚 cPin：移位芯片的时钟引脚。如74HC595的11脚 order：    LSBFIRST 先发送数据的低位    MSBFIRST先发送数据的高位       val：要发送的8位数据	将val串化，通过芯片转化为并行输出 如常见的74HC595
uint8_t shiftIn (uint8_t dPin, uint8_t cPin, uint8_t order)	同上。	将并行数据，通过芯片转化为串行输出。

 

1.WiringPi简介

    WiringPi是应用于树莓派平台的GPIO控制库函数，WiringPi遵守GUN Lv3。wiringPi使用C或者C++开发并且可以被其他语言包转，例如python、ruby或者PHP等。WiringPi中的函数类似于Arduino的wiring系统，这使得熟悉arduino的用户使用wringPi更为方便。

树莓派具有26个普通输入和输出引脚。在这26个引脚中具有8个普通输入和输出管脚，这8个引脚既可以作为输入管脚也可以作为输出管脚。除此之外，树莓派还有一个2线形式的I2C、一个4线形式的SPI和一个UART接口。树莓派上的I2C和SPI接口也可以作为普通端口使用。如果串口控制台被关闭便可以使用树莓派上的UART功能。如果不使用I2C，SPI和UART等复用接口，那么树莓派总共具有8+2+5+2 =17个普通IO。wiringPi包括一套gpio控制命令，使用gpio命令可以控制树莓派GPIO管脚。用户可以利用gpio命令通过shell脚本控制或查询GPIO管脚。wiringPi是可以扩展的，可以利用wiringPi的内部模块扩展模拟量输入芯片，可以使用MCP23x17/MCP23x08（I2C 或者SPI）扩展GPIO接口。另外可通过树莓派上的串口和Atmega（例如arduino等）扩展更多的GPIO功能。另外，用户可以自己编写扩展模块并把自定义的扩展模块集成到wiringPi中。WiringPi支持模拟量的读取和设置功能，不过在树莓派上并没有模拟量设备。但是使用WiringPi中的软件模块却可以轻松地应用AD或DA芯片。

【树莓派学习笔记——索引博文】

 

2.wiringPi安装

wiringPi的安装存在方案A和方案B。wiringPi使用GIT工具维护个更新代码，但是如果处于一些其他原因不能使用GIT，那么也可以使用方案B下载和安装wiringPi。

方案A——使用GIT工具

如果在你的平台上还没有安装GIT工具，可以输入以下命令：

sudo apt-get install git-core

如果在这个过程中出现错误，尝试更新软件，例如输入以下指令：

sudo apt-get update

sudo apt-get upgrade

紧接着可以通过GIT获得wiringPi的源代码

git clone git://git.drogon.net/wiringPi

若需要更新wiringPi。

cd wiringPi

git pull origin

进入wiringPi目录并安装wiringPi

cd wiringPi

./build

build脚本会帮助你编译和安装wiringPi

g++ -Wall -o LEDtest LEDtest.cpp  -lwiringPi         //使用C++编程 , -Wall 是为了使能所有警告，以便发现程序中的问题

gcc -Wall -o LEDtest LEDtest.c   -lwiringPi          //使用C语言编程


运行：

sudo ./LEDtest

 

测试wiringPi是否安装成功

wiringPi包括一套gpio命令，使用gpio命令可以控制树莓派上的各种接口，通过以下指令可以测试wiringPi是否安装成功。

gpio -v

gpio readall

图2 测试wiringPi是否安装成功

查看引脚编号表格

使用如下控制台下命令

> gpio readall

 也可以查看下面的图。

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。(初始化方式对应相应的引脚编码）

GPIO.setmode（GPIO.BCM）

GPIO.setmode（GPIO.BOARD）