树莓派外设开发接口文档参考
wringPi库（特定平台，特定功能的接口）树莓派wiringPi库详解 - lulipro - 博客园 (cnblogs.com)

一、树莓派的接口

IO口：input/output
Input传感器：人体红外，烟雾，火焰，震动等
Output设备：继电器，蜂鸣器
PWM：电机调速，灯光调节明暗
Uart：异步串口通信
IIC：集成电路总线(串行通信)
SPI：串行外设接口
IIS：音频通信总线
其他特定硬件的接口：flash

类树莓派的开发板：
Nanopi（linux）；三星S3c2410、2440、6410；Tiny210、Tiny4412；海思方案；瑞芯微方案；移远方案。

单片机：C51，STM32，Arduino，WemosD1
单片机与开发板的区别：（没有OS）纯逻辑开发；树莓派：驱动。

二、树莓派的接口函数

1、验证wiringPi库是否安装成功，输入gpio -v，显示版本信息的为安装有该库的，否则需要安装库。

2、硬件初始化函数

函数	状态	介绍
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	/

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。

①vi demo1.c（在这之前可以建一个文件夹）

②编写代码

③编译：gcc demo1.c

（报错：拼写错误wiringPi.h）

（仍然报错：这是别人做的库，要把库连上才行）

④连接库：gcc demo1.c -lwiringPi

3、通用GPIO控制函数

函数	参数	作用
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 启用任何拉电阻。关闭拉电阻。PUD_DOWN启用下拉电阻，引脚电平拉到GND；PUD_UP启用上拉电阻，引脚电平拉到3.3v	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

3、时间函数

函数	属性
unsigned int millis (void)	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

4、串口通信函数

包含头文件：#include <wiringSerial.h>

函数	属性	作用
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 <unistd.h>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 <unistd.h>当要接收的数据量过大时，wiringPi建议使用这个函数。

eg1:树莓派控制继电器（gpio引脚输出高、低电平）

①gpio readall（两排io对称看）

②选择gpio.7控制继电器（3.3v）编写代码

③编译：gcc demo2.c -lwiringPi

④优化代码（加循环）（加宏定义方便移植、修改）

技巧：回到代码首行：Esc —— gg

自动缩进：回到首行后 —— =G

⑤运行：./a.out （Ctrl c退出运行）

eg2：超声波模块

HR-SC04超声波模块：
简介：超声波传感器模块上通常有两个超声波元器件，一个用于发射，一个用于接收。
引脚：VCC(正极)、GND(接地)、Trig(触发)、Echo(回应)
工作电压/电流：5V、15mA
感测距离：2~400cm
感测角度：<=15°
注意：被测物的面积不要小于50cm²并且尽力平整；具备温度补偿电路
使用方法：在超声波模块的触发脚位输入10微秒以上的高电位，即可发出超声波，发射超声波之后，与接收到传回的超声波之前，“响应”脚位呈现高电位。因此，程序可以从“响应”脚位的高电位脉冲持续时间，换算出被测物的距离。

源码：（编译：gcc chao.c -lwiringPi 运行：./a.out）

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#define Trig 4
#define Echo 5void init()
{if(wiringPiSetup()==-1){printf("init wiringPi failed");//初始化失败进行反馈exit(-1);}
}void ultraInit()
{pinMode(Trig,OUTPUT);pinMode(Echo,INPUT);
}float disMeasure(void)
{struct timeval tv1;struct timeval tv2;long start,stop;float dis;digitalWrite(Trig,LOW);delayMicroseconds(2);//完成时序的低电平前趋digitalWrite(Trig,HIGH);delayMicroseconds(10);//发出超声波脉冲digitalWrite(Trig,LOW);while(!digitalRead(Echo)==1);gettimeofday(&tv1,NULL);//获取当前的时间while(!digitalRead(Echo)==0);gettimeofday(&tv2,NULL);start = tv1.tv_sec*1000000 + tv1.tv_usec;stop = tv2.tv_sec*1000000 + tv2.tv_usec;dis = (float)(stop - start)/1000000*34000/2;return dis;
}int main()
{init();ultraInit();float dis;while(1){dis = disMeasure();printf("distance is %0.2f cm\n",dis);delay(1000);}return 0;
}

eg3：串口

树莓派首次使用串口通信需要配置：
1.修改cmdline.txt

sudo vi /boot/cmdline.txt

2.删除【】之间的部分

dwc_otg.lpm_enable=0 【console=ttyAMA0,115200】 kgdboc=ttyAMA0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

3.修改 inittab文件（未找到——跳到5.）

sudo vi /etc/inittab

4.注释掉最后一行内容:，在前面加上 # 号
#T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100

5.sudo reboot 重启

gpio readall //查看树莓派的io口

代码：

接线：GND接0V，TXD接RXD，RXD接TXD

#include <wiringSerial.h>
#include <wiringPi.h>int main()
{wiringPiSetup();int fd;fd = serialOpen("/dev/ttyAMA0",9600);while(1){serialPutchar(fd,'c');delayMicroseconds(1000000);}return 0;
}

打开串口调试助手

运行代码

eg4：树莓派与语音模块通信

接线：TXD-RXD、RXD-TXD、GND-GND
语音模块：YS-LDV7

#include <wiringSerial.h>
#include <wiringPi.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>int main()
{wiringPiSetup();int fd;int nread;char cmd[128] = {'\0'};fd = serialOpen("/dev/ttyAMA0",9600);while(1){nread = read(fd,cmd,sizeof(cmd));if(strlen(cmd) == 0){printf("over time\r\n");continue;}printf("getData:%dbyte,context:%s\r\n",nread,cmd);memset(cmd,'\0',sizeof(cmd)/sizeof(char));}return 0;
}

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