树莓派4B-WiringPi库的安装和使用 (C和Python版)

本文适合：掌握一定的linux常用基本命令，有C或Python编程基础的读者。

有很多入坑树莓派的新手会Python或者C语言，想玩转树莓派上的GPIO硬件资源，但是又不知道从何下手，本文就是一篇让新手入门树莓派GPIO硬件编程的文章。

通过安装WiringPi库，让树莓派的硬件编程变的和Arduino编程一样简单。

WiringPi库简介

WiringPi官网：http://wiringpi.com/ （可能需要科学上网）

WiringPi是一个用C语言编写的、基于PIN的GPIO访问库，提供了GPIO、I2C、SPI、UART和PWM等库，对于树莓派的GPIO编程相当方便。目前可在基于BCM2835、BCM2836和BCM2837的树莓派中使用。其他详细介绍请参看wiringPi官网介绍。

开发/使用环境：

硬件：树莓派4B，内存：1GB，SD卡：16GB；
系统：树莓派官方 Raspberry Pi 32bit 系统。

以下操作若未特殊说明，则都在树莓派系统上进行。

WiringPi库-C语言版

库的获取与安装

有2种方式获取wiringPi库：

方法1：从官方获取deb包来安装

官方地址：http://wiringpi.com/wiringpi-updated-to-2-52-for-the-raspberry-pi-4b/
目前（2020-09）官方WiringPi最新版本是V2.52。
参照官方文档，执行指令：

# 选择要保存的目录，笔者是用户根目录下的Work
cd ~/Work

# 下载deb包
wget https://project-downloads.drogon.net/wiringpi-latest.deb

# 安装deb包
sudo dpkg -i wiringpi-latest.deb

安装成功后，输入命令：gpio -v，可以查看WiringPi的版本，如下图：

gpio-v

可以看到WiringPi版本是V2.52的。

注：树莓派4B必须使用V2.52或以上版本的WiringPi库，否则gpio编程可能会出现问题。
比如：从软件仓库安装的WiringPi是V2.50版本的，在执行gpio readall指令时，会出现如下错误：
Oops - unable to determine board type... model: 17

如下图：

安装V2.52版本就可以成功执行了，如下图：

BCM BCM2835库中GPIO编号
wPi WiringPi库中GPIO的编号
Name GPIO名称、功能
Physical 物理引脚编号

注：后面的编程示例，将会用到该图中的GPIO引脚编号，我们使用的是WiringPi库，主要看wPi这一栏。
比如：你要操作树莓派的GPIO0口，在编程时，对应WiringPi的API调用中，引脚编号就要填入 0 。

方法2：从GitHub获取WiringPi源码来安装

官方地址：https://git.drogon.net/
官方的源码地址好像不可用，打开提示如下:

git.drogon.net is currently unavailable.
非官方地址：https://github.com/WiringPi/WiringPi
看介绍，这个仓库已经成为上一个“官方”源代码发行版的镜像，会持续更新。目前（2020-09）版本是V2.60。

目前 https://github.com/WiringPi 仓库支持的版本有：C/C++、Python、PHP、Node、Ruby、Perl。

执行以下命令，获取源码(笔者在Work目录下保存)：

git clone https://github.com/WiringPi/WiringPi.git

进入刚下在完成的WiringPi目录，打开INSTALL文件，查看安装方法。

输入以下命令，开始编译、安装：

    # 安装
    ./build
    # 卸载
    ./build uninstall

安装成功后如下图：

执行命令gpio -v，查看WiringPi版本，是V2.60的。

注：后面的C语言相关编程示例都将以V2.60来演示。

示例

点亮你的LED

1）示例代码：

#include <stdio.h>
#include <wiringpi.h>
#define LED0 0 // 设置GPIO0为控制LED的引脚
int main()
{
printf("Hello world\n");
wiringPiSetup(); // 初始化gpio
pinMode(LED0, OUTPUT); // 设置gpio0为输出模式
while (1) {
// 设置GPIO0为高电平
printf("Set GPIO0 : H\n");
digitalWrite(LED0, HIGH);
delay(1000);
// 设置GPIO0为低电平
printf("Set GPIO0 : L\n");
digitalWrite(LED0, LOW);
delay(1000);
}
return 0;
}

保存文件名为：gpio.c

2）编译代码

输入如下指令：

gcc gpio.c -o gpio -lwiringPi

-lwiringPi 选项，链接WiringPi库。

3）运行程序

输入如下指令：

./gpio

树莓派和LED的接线：

树莓派GPIO	LED
GPIO0	负极
3.3V	正极

注：使用3.3V，一般直径5mm的LED灯可以不用串联电阻，具体还是要根据自己LED灯的额定电流而定，一般是10mA~30mA。有的LED灯的电流很小，需要串电阻，以免LED灯烧毁。

终端提示图：

效果图如下(为了简便，笔者的LED没有串电阻，为保险起见，最好串一个470R左右的电阻限流)：

WiringPi库-Python版

库的获取

仓库地址：https://github.com/WiringPi/WiringPi-Python

WiringPi for Python版：

实现类似Arduino接线的功能
实现管理IO扩展的新功能

库的安装

有如下2种安装方式。

方法1：快速安装

根据WiringPi-Python官方文档，输入以下命令，即可安装Python版的WiringPi库。

# Python2.x 版本
pip install wiringpi
# Python3.x 版本
pip3 install wiringpi

注：若安装失败，可尝试下面的编译安装。

方法2：编译、安装

1）输入以下命令，获取源码。

git clone --recursive https://github.com/WiringPi/WiringPi-Python.git

注： --recursive选项，可以自动拉取子模块，否则就需要手动下载。

2）编译、安装

进入刚下载的WiringPi-Python文件夹，打开README.rst文件，查看如何编译和安装。

输入以下命令，编译、安装：

# Python2.x 版本
sudo python setup.py install
# or
# Python3.x 版本
sudo python3 setup.py install

可能出现错误，如图：

缺少swig模块，按照提示，输入命令sudo apt install swig安装swig，完成后，然后再实行sudo python setup.py install编译、安装。

可能出现的错误，如图：

这是由于在git时没有加上--recursive选项，导致子模块C语言版的WiringPi源文件未下载，那就需要再下载C语言版的WiringPi库，下载地址见上面C语言版库的获取。
下载完成后，将C语言WiringPi目录下的所有文件剪切到Python版的WiringPi目录下，如下图：

然后再次执行sudo python setup.py install编译、安装。成功后如下图：

3）测试一下Python库
打开examples文件夹，执行python delay.py，运行示例程序，该示例会先显示hello World，等待1.5秒后，再显示hi again，如下图：

注：若运行出错，提示wiringpi模块未找到，就重启一下树莓派。

示例

点亮你的LED

本节介绍使用Python版的库，操作树莓派GPIO口。

看考WiringPi-Python里的README文件，里面介绍了一些库的使用方法。
也可以参考examples目录下的例子。

1）点灯示例：

#!/usr/bin/env python
# coding=utf-8
import wiringpi
# 设置LED控制引脚为GPIO0
LED0 = 0
OUTPUT = 1
INPUT = 0
HIGH = 1
LOW = 0
# gpio初始化
wiringpi.wiringPiSetup()
# 设置gpio0 为输出模式
wiringpi.pinMode(LED0, OUTPUT)
# 循环点亮和熄灭LED
while 1:
# 设置gpio0高电平
print 'Set GPIO0 : H'
wiringpi.digitalWrite(LED0, HIGH)
wiringpi.delay(1500) # 延时 1.5 seconds
# 设置gpio0低电平
print 'Set GPIO0 : L'
wiringpi.digitalWrite(LED0, LOW)
wiringpi.delay(1500) # 延时 1.5 seconds

2）运行程序

输入python gpio.py，即可运行程序，led会不停地闪烁，间隔1.5s。

树莓派和LED的接线：

树莓派GPIO	LED
GPIO0	负极
3.3V	正极

终端提示图：

效果图如下(为了简便，笔者的LED没有串电阻，建议读者最好串一个470R左右的电阻限流，避免LED烧毁)：

本文主要是针对WiringPi库，使用C和Python基础编程的介绍，WiringPi库自带也有一些示例，有能力的可自行研究。

附录

WiringPi中文API文档、deb包等

WiringPi中文API文档，针对C语言的，Python也可以参考一下。
WiringPi离线版deb包，V2.52版
WiringPi库和WiringPi-Python库源码包，V2.60版

百度云
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参考文献

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