树莓派-wiringPi-时间函数

本文详细介绍了wiringPi库中的时间管理函数,包括delay、delayMicroseconds、delayMicrosecondsHard、millis及micros等函数的功能和使用方法,并提供了一个基于micros函数实现精确周期性任务的示例。

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原文地址:http://nicekwell.net/blog/20171123/shu-mei-pai-wiringpi-shi-jian-han-shu.html


wiringPi不仅提供硬件操作的接口,同时也提供了一些时间管理函数。

void delay (unsigned int howLong)
延时ms,最大传入32位无符号型整数,大约49天。
实际上是睡眠,不占用cpu。
由于linux是多任务的,所以实际延时时间可能会更长。

void delayMicroseconds (unsigned int howLong)
延时微秒,最大传入32位无符号型整数,大约71分钟。

wiringPi的库文件中有这样一个函数:

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void delayMicrosecondsHard (unsigned int howLong)
{
  struct timeval tNow, tLong, tEnd ;

  gettimeofday (&tNow, NULL) ;
  tLong.tv_sec  = howLong / 1000000 ;
  tLong.tv_usec = howLong % 1000000 ;
  timeradd (&tNow, &tLong, &tEnd) ;

  while (timercmp (&tNow, &tEnd, <))
    gettimeofday (&tNow, NULL) ;
}

其实 delayMicroseconds 函数会判断传入时间如果小于100us就使用 delayMicrosecondsHard 占用式延时,否则会调用 nanosleep 函数。
如果我们想要精确延时,是可以使用 delayMicrosecondsHard 函数的,这个函数在.h文件里没有声明,但已经编译完成,只要用 void delayMicrosecondsHard (unsigned int howLong); 把此函数声明一下就可以使用了。

unsigned int millis (void)
返回从设置Setup以来所经过的时间,单位是ms。

unsigned int micros (void)
返回从设置Setup以来所经过的时间,单位是us。
测试发现这个函数获取时间速度是很快地,此函数执行时间大约1us,也就是说连续执行两次此函数时间相差大约1us。在用树莓派处理对时间比较敏感的任务时可能会在意这些时间。

树莓派中经常需要精确地周期性执行某个动作,可以用如下方式精确定时,类似于单片机里的定时器:

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#define INTERVAL 20000 //间隔时间,单位是us
int main(int argc, char *argv[])
{
    long tim;
    /* do something */
    tim = micros();
    while(1)
    {
      if(micros() - tim >= INTERVAL)
      {
            tim += INTERVAL;
            /* do something */
        }
    }
    return 0;
}

      


### 树莓派4 使用 WiringPi 进行 GPIO 编程教程 #### 安装 WiringPi 库 为了能够在树莓派4B上顺利进行GPIO编程,需要先安装WiringPi库。如果已经安装过但是版本较旧,则可能遇到一些兼容性问题,比如运行`gpio readall`命令时报错(pi@raspberrypi:~ $ gpio readall Oops - unable to determine board type... model: 17)[^3]。 可以通过以下命令更新或安装最新的WiringPi库: ```bash git clone git://git.drogon.net/wiringPi cd wiringPi ./build ``` 这会下载源码并编译安装最新版本的WiringPi库[^2]。 #### 初始化与配置 完成安装之后,在编写程序之前要初始化WiringPi环境。可以调用`wiringPiSetup()`函数来设置引脚编号模式为WiringPi标准模式;也可以使用其他形式如`wiringPiSetupGpio()`采用BCM编号方式[^1]。 #### 控制LED灯实例 下面给出一段简单的C语言代码示例,用于控制连接到指定GPIO引脚上的LED灯光亮灭变化效果。这里利用到了软PWM功能(`softPwm`)来自由调整LED亮度水平[^4]。 ```c #include <wiringPi.h> #include <softPwm.h> #define LED_PIN 0 // 更改此值以匹配实际使用的GPIO引脚号 int main(void) { wiringPiSetup(); /* 设置为WiringPi pin mode */ pinMode(LED_PIN, OUTPUT); /* 配置引脚方向 */ softPwmCreate(LED_PIN, 0, 100); /* 创建一个范围从0至100之间的PWM信号 */ while (true){ for(int brightnessLevel = 0; brightnessLevel <= 100; ++brightnessLevel){ softPwmWrite(LED_PIN, brightnessLevel); delay(10); /* 延迟一段时间让肉眼可见的变化 */ } for(int brightnessLevel = 100; brightnessLevel >= 0; --brightnessLevel){ softPwmWrite(LED_PIN, brightnessLevel); delay(10); } } return 0; } ``` 这段代码实现了通过逐渐增加再减少PWM占空比的方式使LED发出渐变光效的效果。每次循环都会稍微改变一次亮度直到达到最大值然后再慢慢减弱回到最小值,形成呼吸般的闪烁效果。
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