树莓派的接口
IO口：Input Ouput 对于主控芯片来说
Input:人体红外传感器，烟雾传感器，火焰传感器，震动传感器
Output： 继电器，蜂鸣器
PWM：电机调速，调整灯光明亮度
语音识别模块，液晶屏：串口uart,IIC,SPI,IIS
其他特定硬件接口：flash
其他芯片：
Nanopi:Linux
S3c2410,2440,6410
Tiny210 tiny4412
海思方案，瑞芯微方案，移远方案
C51，STM32,Arduino,WemosD1:没有OS（Linux） 纯裸机开发
树莓派Wiringpi库介绍
wiringPi是树莓派IO控制库，使用C语言开发，提供了丰富的接口：GPIO控制，中断，多线程，等等。
在使用wiringPi库时，需要包含头文件 #include<wiringPi.h>
查看版本： gpio -v(没有的话需要安装)
查看引脚编号
简单使用
硬件初始化
编译记得使用wiringPi库
硬件初始化函数（选择一种函数初始化即可）
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
通用GPIO控制函数（常用api）
void pinMode (int pin, int mode)
参数：
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脚（BCM下的4脚）支持GPIO_CLOCK输出
void digitalWrite (int pin, int value)
参数：
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（HIGH返回1，LOW返回0）
树莓派控制继电器
#include<wiringPi.h>
#include<stdio.h>
#define SW 7 //定义引脚（7表示gpio.7引脚）
int main(){
int cmd;
if(wiringPiSetup()==-1){
printf("硬件初始化失败\n");
return -1;
}
pinMode(SW,OUTPUT);//目的让继电器为输出信号（输出低电平闭合，输出高电平断开）
digitalWrite(SW,HIGH);//起到初始化作用，使继电器一开始开关处于断开状态
printf("输入0-开关断开，输入1-开关闭合\n");
while(1){
scanf("%d",&cmd);
if(cmd==1){
digitalWrite(SW,LOW);//发出低电平
}else if(cmd==0){
digitalWrite(SW,HIGH);//发出高电平
}else{
printf("输入出现错误\n");
}
}
return 0;
}
树莓派中超声波测距的示例
#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/time.h>
#define Trig 4
#define Echo 5
void ChaoShengBoInit(void)
{
pinMode(Echo, INPUT); //设置端口为输入
pinMode(Trig, OUTPUT); //设置端口为输出
}
float disMeasure(void)
{
struct timeval tv1; //timeval是time.h中的预定义结构体 其中包含两个一个是秒，一个是微秒
/*
struct timeval
{
time_t tv_sec; //Seconds.
suseconds_t tv_usec; //Microseconds.
};
*/
struct timeval tv2;
long start, stop;
float dis;
digitalWrite(Trig, LOW);
delayMicroseconds(2);
digitalWrite(Trig, HIGH);
delayMicroseconds(10); //发出超声波脉冲
digitalWrite(Trig, LOW);
while(digitalRead(Echo) != 1);//出现高电平的时候，退出循环，从而开始计算时间
gettimeofday(&tv1, NULL); //获取当前时间 开始接收到返回信号的时候
while(digitalRead(Echo) != 0);//出现低电平的时候，退出循环，计算结束时间
gettimeofday(&tv2, NULL); //获取当前时间 最后接收到返回信号的时候
start = tv1.tv_sec * 1000000 + tv1.tv_usec; //微秒级的时间
stop = tv2.tv_sec * 1000000 + tv2.tv_usec;
dis = (float)(stop - start) / 1000000 * 34000 / 2; //计算时间差求出距离
return dis;
}
int main()
{
float dis;
if(wiringPiSetup() == -1){ //如果初始化失败，就输出错误信息 程序初始化时务必进行
printf("setup wiringPi failed !");
return 1;
}
ChaoShengBoInit();
while(1){
dis = disMeasure();//距离的测量
printf("distance = %0.2f cm\n",dis);
delay(1000);
}
return 0;
}
gettimeofday 函数
函数原型：int gettimeofday(struct timeval*tv,struct timezone *tz )
gettimeofday()会把目前的时间用tv 结构体返回，当地时区的信息则放到tz所指的结构中
在gettimeofday()函数中tv或者tz都可以为空。如果为空则就不返回其对应的结构体。
函数执行成功后返回0，失败后返回-1，错误代码存于errno中。
struct timeval
{
time_t tv_sec; //秒
suseconds_t tv_usec; //微妙
};
控制时间函数（常用api）
void delay (unsigned int howLong)//毫秒
void delayMicroseconds (unsigned int howLong)//微秒 （1000微秒 = 1毫秒 = 0.001秒）
串口通信（常用api）
串口通信通常用于多机通信（全双工——同时进行数据交互，半双工——同一时间只允许数据单向传输）串口通信需要提供数据格式（语言—数据位，奇偶校验位，停止位）和波特率（语速）
头文件wiringSerial.h
串口的地址：在Linux中就是设备所在的目录。默认一般是"/dev/ttyAMA0"
打开并初始串口
int serialOpen (char *device, int baud)//打开并初始串口
参数：
device:串口的地址（默认一般是"/dev/ttyAMA0"）
baud：波特率
返回：正常返回文件描述符，否则返回-1失败。
树莓派第一次使用串口， 要用串口进行通信，需要对串口配置
1.编辑 cmdline.txt文件 sudo vim /boot/cmdline.txt
2.删除console=ttyAMA0,115200
关闭fd关联的串口
void serialClose (int fd)//关闭fd关联的串口
fd：文件描述符
发送一个字节的数据到串口
void serialPutchar (int fd, unsigned char c)//发送一个字节的数据到串口
fd:文件描述符
c:要发送的数据
发送一个字符串到串口
void serialPuts (int fd, char *s) //发送一个字符串到串口
fd：文件描述符
s：发送的字符串，字符串要以’\0’结尾
获取串口缓存中可用的字节数
int serialDataAvail (int fd) // 获取串口缓存中可用的字节数
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
文本模式，如果输入abc，点击发送之后，在没有调用serialGetchar（）之前，缓冲区就是3.在serialGetchar（）函数读取之后，缓冲区就剩下2个
从串口读取一个字节数据返回
int serialGetchar (int fd) //从串口读取一个字节数据返回
fd：文件描述符
返回：读取到的字符
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。
清空串口缓冲中的所有可用的数据
void serialFlush (int fd)
示例
#include<stdio.h>
#include<wiringSerial.h>
#include<wiringPi.h>
int main(){
int fd;
int cmd;
if(wiringPiSetup()==-1){
printf("初始化失败\n");
return -1;
}
fd=serialOpen("/dev/ttyAMA0",9600);
if(fd==-1){
printf("串口打开失败\n");
return -1;
}
while(1){
if(serialDataAvail(fd)>=1){
//serialDataAvail，如果没数据输入，缓存区就是0
//如果输入“1”，然后发送，缓存区就是1，再点击两次发送的话，缓存区就是3
//如果输入“123”,然后点击发送，缓存区就是3，再点击一次，就是6
//出错才会返回-1
cmd=serialGetchar(fd);
if(cmd==1){
serialPuts(fd,"cmd1\r\n");
}
if(cmd==2){
serialPutchar(fd,'2');
}
}
}
serialClose(fd);
return 0;
}
语音模块
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。
但是在实际读取中，发现每次读取8个字符就会截断，再次读取。（Close light ）
代码调试
#include<stdio.h>
#include<wiringPi.h>
#include<wiringSerial.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
int main(){
int fd;
char cmd[128]={'\0'};
int n;
int n_read;
if(-1==wiringPiSetup()){
printf("wiringPi filed\n");
return -1;
}
fd=serialOpen("/dev/ttyAMA0",9600);
if(fd==-1){
printf("serial open failed\n");
return -1;
}
while(1){
n_read=read(fd,cmd,128);
if(n_read==0){//如果10s没有数据就会返回n_read=0
printf("chaoshi\n");
continue;
}//检测关键词来调试，防止出现数据长度
//到达8字符时被截断
if(strstr(cmd,"Open")!=NULL){
printf("open light\n");
}//二级指令
if(strstr(cmd,"hou")!=NULL){
printf("hou sai lei\n");
}//二级指令
if(strstr(cmd,"Close")!=NULL){
printf("close light\n");
}//二级指令
if(strstr(cmd,"hello")!=NULL){
printf("im,dog\n");//语音模块一级指令
}
// printf("n_read=%d,msg:%s\n",n_read,cmd);
memset(cmd,'\0',128);
}
return 0;