树莓派 GPIO 控制

Posted 2020-12-30 dream-2017

Raspberr Pi 官方提供了GPIO的usage，具体位置 https://www.raspberrypi.org/documentation/usage/gpio/

这里整理了一下使用c语言做开发的实际例子。

常用开源工程简介

树莓派内核中已经编译自带了 gpio 的驱动，我们常通过一些第三方写好的库函数来完成具体的操作，比较常见的操作库函数有：

python GPIO

• 开发语言——python
• 简单介绍——树莓派官方资料中推荐且容易上手。python GPIO 是一个小型的 python 库，可以帮助用户完成 raspberry 相关 IO 口操作，但是 python GPIO 库还没有支持 SPI、I2C 或者 1-wire 等总线接口。
• 官方网站—— https://code.google.com/p/raspberry-gpio-python/

wiringPi

• 开发语言——C 语言
• 简单介绍——wiringPi 适合那些具有 C 语言基础，在接触树莓派之前已经接触过单片机或者嵌入式开发的人群。wiringPi 的 API 函数和 arduino 非常相似，这也使得它广受欢迎。作者给出了大量的说明和示例代码，这些示例代码也包括 UART 设备，I2C 设备和 SPI 设备等。
• 官方网站—— http://wiringpi.com/

WiringPi 安装

参考1  官方网站 http://wiringpi.com/
参考2  官方安装教程 http://wiringpi.com/download-and-install/
参考3  源码下载 https://git.drogon.net/

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

简单测试： 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

[email protected]:~/workplace/raspberry-test $ gpio -v
gpio version: 2.46
Copyright (c) 2012-2018 Gordon Henderson
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type: gpio -warranty

Raspberry Pi Details:
  Type: Pi 3+, Revision: 03, Memory: 1024MB, Maker: Sony 
  * Device tree is enabled.
  *--> Raspberry Pi 3 Model B Plus Rev 1.3
  * This Raspberry Pi supports user-level GPIO access.
[email protected]:~/workplace/raspberry-test $ gpio readall
 +-----+-----+---------+------+---+---Pi 3+--+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 |     |     |    3.3v |      |   |  1 || 2  |   |      | 5v      |     |     |
 |   2 |   8 |   SDA.1 |   IN | 1 |  3 || 4  |   |      | 5v      |     |     |
 |   3 |   9 |   SCL.1 |   IN | 1 |  5 || 6  |   |      | 0v      |     |     |
 |   4 |   7 | GPIO. 7 |   IN | 1 |  7 || 8  | 0 | IN   | TxD     | 15  | 14  |
 |     |     |      0v |      |   |  9 || 10 | 1 | IN   | RxD     | 16  | 15  |
 |  17 |   0 | GPIO. 0 |  OUT | 1 | 11 || 12 | 0 | IN   | GPIO. 1 | 1   | 18  |
 |  27 |   2 | GPIO. 2 |   IN | 0 | 13 || 14 |   |      | 0v      |     |     |
 |  22 |   3 | GPIO. 3 |   IN | 0 | 15 || 16 | 0 | IN   | GPIO. 4 | 4   | 23  |
 |     |     |    3.3v |      |   | 17 || 18 | 0 | IN   | GPIO. 5 | 5   | 24  |
 |  10 |  12 |    MOSI |   IN | 0 | 19 || 20 |   |      | 0v      |     |     |
 |   9 |  13 |    MISO |   IN | 0 | 21 || 22 | 0 | IN   | GPIO. 6 | 6   | 25  |
 |  11 |  14 |    SCLK |   IN | 0 | 23 || 24 | 1 | IN   | CE0     | 10  | 8   |
 |     |     |      0v |      |   | 25 || 26 | 1 | IN   | CE1     | 11  | 7   |
 |   0 |  30 |   SDA.0 |   IN | 1 | 27 || 28 | 1 | IN   | SCL.0   | 31  | 1   |
 |   5 |  21 | GPIO.21 |   IN | 1 | 29 || 30 |   |      | 0v      |     |     |
 |   6 |  22 | GPIO.22 |   IN | 1 | 31 || 32 | 0 | IN   | GPIO.26 | 26  | 12  |
 |  13 |  23 | GPIO.23 |   IN | 0 | 33 || 34 |   |      | 0v      |     |     |
 |  19 |  24 | GPIO.24 |   IN | 0 | 35 || 36 | 0 | IN   | GPIO.27 | 27  | 16  |
 |  26 |  25 | GPIO.25 |   IN | 0 | 37 || 38 | 0 | IN   | GPIO.28 | 28  | 20  |
 |     |     |      0v |      |   | 39 || 40 | 0 | IN   | GPIO.29 | 29  | 21  |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+---Pi 3+--+---+------+---------+-----+-----+

WiringPi 案例

code 如下，操作gpio 0

#include <wiringPi.h>    
int main(void)    
{    
  wiringPiSetup() ;    
  pinMode (0, OUTPUT) ;    
  for(;;)     
  {    
    digitalWrite(0, HIGH) ; delay (500) ;    
    digitalWrite(0,  LOW) ; delay (500) ;    
  }    
}   

在树莓派上运行，注意以下两点：

• IO 的编号方式略有不同，采用 wiring 编码方式。
• -lwiringPi 表示动态加载 wiringPi 共享库。

gcc -Wall -o test test.c -lwiringPi 
sudo ./test

实验中，我用手头一个型号为FC-49的蜂鸣报警器，I/O 口接入树莓派 GPIO 0，VCC 接树莓派5v， GND 接树莓派 GDN，蜂鸣报警器会周期响，符合预期。

本文部分内容参考：http://wiki.jikexueyuan.com/project/raspberry-pi/gpio.html