香橙派Pi5基于Qt5的GPIO操作

最新推荐文章于 2025-04-01 21:49:54 发布
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分类专栏： 香橙派 qt 文章标签： qt 开发语言
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香橙派Pi5基于Qt5的GPIO操作

文章目录

前言

最近购买了一块香橙派Pi5的开发板，这款开发板不仅性能上较上一代的Pi4提升了很多，而且价格也非常亲民，属实是国货之光。

一、wiringOP是什么

wiringOP是适用于大部分瑞芯微处理器的GPIO控制模块，可以控制引脚的通断等操作。

二、wiringOP步骤

1.下载库

OrangePi的官方说明书中并没有找到Linux相关的GPIO列子，看来Pi5的说明书还不够完善啊，好在其他RK3588友商的帮助下我顺利地找到了兼容RK3588S的GPIO库，虽然也是Orangepi发布的源，下面是wiringOP下载方式：

git clone https://github.com/orangepi-xunlong/wiringOP.git

2.编译安装库

挂载到目录中：

cd ./wiringOP

清空库：

./build clean

编译库：

./build

编译完成后效果
在这里插入图片描述

3.编译安装devLib和wiringPi

经过此步可以把libwiringPiDev.so文件安装到我们的/usr目录下面去

cd ./devLib && sudo make -j4 && sudo make install && cd ..

这个操作和上一步操作一样，经过此步骤libwiringPi.so的依赖已经安装到了我们的/usr目录下

cd ./wiringPi && sudo make -j4 && sudo make install && cd ..

编译完成后的效果:

devLib完成效果
在这里插入图片描述
wiringOP完成后的效果
在这里插入图片描述

三、Qt配置wiringOP

PS：请务必在sudo模式下运行Qt否则无法使用到GPIO

1.配置Qt工程文件

下面是我的工程文件的目录
在这里插入图片描述

2.配置.pro

QT -= gui
#如果有GUI需要请把-改成+
CONFIG += c++11 console
CONFIG -= app_bundle

# You can make your code fail to compile if it uses deprecated APIs.
# In order to do so, uncomment the following line.
#DEFINES += QT_DISABLE_DEPRECATED_BEFORE=0x060000    # disables all the APIs deprecated before Qt 6.0.0

SOURCES += \
        main.cpp

# Default rules for deployment.
qnx: target.path = /tmp/$${TARGET}/bin
else: unix:!android: target.path = /opt/$${TARGET}/bin
!isEmpty(target.path): INSTALLS += target


include(./pwm/pwm.pri)
include(./gpio/gpio.pri)

unix:!macx: LIBS += -L$$PWD/../../../usr/local/lib/ -lwiringPiDev

INCLUDEPATH += $$PWD/../../../usr/local/include
DEPENDPATH += $$PWD/../../../usr/local/include

unix:!macx: LIBS += -L$$PWD/../../../usr/local/lib/ -lwiringPi

INCLUDEPATH += $$PWD/../../../usr/local/include
DEPENDPATH += $$PWD/../../../usr/local/include

unix:!macx: LIBS += -L$$PWD/../../../usr/lib/aarch64-linux-gnu/ -lcrypt

INCLUDEPATH += $$PWD/../../../usr/lib/aarch64-linux-gnu
DEPENDPATH += $$PWD/../../../usr/lib/aarch64-linux-gnu

unix:!macx: PRE_TARGETDEPS += $$PWD/../../../usr/lib/aarch64-linux-gnu/libcrypt.a

3.配置.pri

gpio.pri

HEADERS += \
    $$PWD/gpio.h

SOURCES += \
    $$PWD/gpio.cpp

pwm.pri

HEADERS += \
    $$PWD/pwm.h

SOURCES += \
    $$PWD/pwm.cpp

四、程序代码

gpio.h

#ifndef GPIO_H
#define GPIO_H

#include <stdio.h>
#include <wiringPi.h>
#include <iostream>

class gpio
{
public:
    gpio(int gpio_pin,int gpio_state);
    ~gpio();

    int initGPIO();
    void digitalPin(bool state);
private:
    /*gpio_state
     *
    *INPUT              0
    *OUTPUT             1
    *PWM_OUTPUT         2
    *GPIO_CLOCK         3
    *SOFT_PWM_OUTPUT    4
    *SOFT_TONE_OUTPUT	5
    *PWM_TONE_OUTPUT    6
    *
    **/
    int gpio_pin;
    int gpio_num;
    int gpio_state;
private:
    int getGPIONum();
};

#endif // GPIO_H

gpio.cpp

#include "gpio.h"

/**
*
*The GPIO constructor function realized in here
*
*Description:The function will inital Gpio's pin,
*state and num that it can check this Gpio's num
*satisfied with your board or it will exit this
*function.
*
*Design by :    shirakami
*Update date:   2023-2-25
**/
gpio::gpio(int gpio_pin,int gpio_state)
{
    this->gpio_pin=gpio_pin;
    this->gpio_state=gpio_state;
    this->gpio_num=getGPIONum();
    if(this->gpio_num==-1){
        std::cout<<"Failed to get the number of GPIO"<<std::endl;
        exit(-1);
    }
}

/**
*
*The GPIO inital function realized in here
*
*Description:The function will inital Gpio's pinMode
*and then the wiringPiSetup() function return a type
*of bool.
*
*Example:if(initGPIO()==-1) {
*   exit(-1);
*}
*
*Design by :    shirakami
*Update date:   2023-2-25
**/
int gpio::initGPIO(){
    pinMode(this->gpio_pin,this->gpio_state);
    return wiringPiSetup();
}

/**
*
*The GPIO inital function realized in here
*
*Description:You shall set your GPIO's property
*in constructor function this function will call
*back these property in class.
*
*Example:digitalPin(state);
*
*Design by :    shirakami
*Update date:   2023-2-25
**/
void gpio::digitalPin(bool state){
    digitalWrite(this->gpio_pin,state);
}

int gpio::getGPIONum(){
    int model=-1;
    piBoardId(&model);

    switch (model) {
        case PI_MODEL_3:
        case PI_MODEL_LTIE_2:
        case PI_MODEL_ZERO:
        case PI_MODEL_ZERO_PLUS_2:
        case PI_MODEL_ZERO_PLUS:
        case PI_MODEL_4_LTS:
        case PI_MODEL_800:
        case PI_MODEL_5:
            return 17;
            break;
        case PI_MODEL_ZERO_2:
            return 21;
            break;
        case PI_MODEL_WIN:
        case PI_MODEL_PRIME:
        case PI_MODEL_PC_2:
        case PI_MODEL_H3:
        case PI_MODEL_RK3399:
        case PI_MODEL_4:
            return 28;
            break;
        case PI_MODEL_R1_PLUS:
            return 8;
            break;
        default:
            std::cout<<"Oops - unable to determine board type... model;"<<model<<std::endl;
            return -1;
            break;
    }
}

pwm.h

#ifndef PWM_H
#define PWM_H

#include <wiringPi.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>

class pwm
{
public:
    pwm(int pwm_pin,int pwm_width,int pin_mode=SOFT_PWM_OUTPUT);
public:
    int initPWM();
    void startPWM();
private:
    /**PIN_MODE
    *INPUT              0
    *OUTPUT             1
    *PWM_OUTPUT         2
    *GPIO_CLOCK         3
    *SOFT_PWM_OUTPUT    4
    *SOFT_TONE_OUTPUT	5
    *PWM_TONE_OUTPUT    6
    *
    **/
    int pwm_pin;
    int pin_mode;
    int pwm_width;
};

#endif // PWM_H

pwm.cpp

#include "pwm.h"

/**
*
*The PWM inital function realized in here
*
*Description:The function will inital PWM's
*pwm_pin,pwm_width,pin_mode that it can check
*this PWM's num satisfied with your board or
*it will exit this function.The pin_mode is
*default equal to 2.
*
*Design by :    shirakami
*Update date:   2023-2-25
**/
pwm::pwm(int pwm_pin,int pwm_width,int pin_mode)
{
    this->pwm_pin=pwm_pin;
    this->pin_mode=pin_mode;
    this->pwm_width=pwm_width;
}


int pwm::initPWM(){
    return wiringPiSetup();
}

/**
*
*The PWM inital function realized in here
*
*Description:The function will inital Gpio's pinMode
*and then the wiringPiSetup() function return a type
*of bool.
*
*Example:startPWM()
*
*Design by :    shirakami
*Update date:   2023-2-25
**/
void pwm::startPWM(){
    pinMode (this->pwm_pin, this->pin_mode) ;
    pwmWrite (this->pwm_pin, this->pwm_width) ;
}

main.cpp

#include <QCoreApplication>
#include <pwm/pwm.h>
#include <gpio/gpio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QCoreApplication a(argc, argv);
    pwm* PWM=new pwm(16,500);

    if(PWM->initPWM()==-1){
        std::cout<<"Oops !!! exit pwm mode"<<std::endl;
        exit(-1);
    }
    PWM->startPWM();

    gpio* GPIO=new gpio(0,1);
    if(GPIO->initGPIO()==-1){
        std::cout<<"Oops !!! exit gpio mode"<<std::endl;
        exit(-1);
    }
    GPIO->digitalPin(true);

    std::cout<<"success start with pwm and gpio"<<std::endl;
    return a.exec();
}

五、引脚图

输入命令就可以查看引脚图了:

gpio readall

需要注意的是我们使用对应的引脚标号的模式是默认wPi的模式，比如我们让0号引脚通入高电平，这时候就是对应到图片中左上角第二个电平被拉高了。
在这里插入图片描述
实物图对应：
在这里插入图片描述

六、运行程序

程序运行结果在这里插入图片描述
设置pin0的引脚为高
在这里插入图片描述
设置pin0引脚为低
在这里插入图片描述

总结

wiringOP很多地方还是和wiringPi非常相似的，官方的例程下也有很多提供很多gpio硬件驱动的例子，但是比较遗憾的是香橙派Pi5并不支持硬件输出pwm所以只能使用SOFT_PWM_OUTPUT实现软件模拟PWM，因为我没有示波器没有办法测试到pwm波形，有能力的朋友请自行测试一下。在万用表测试下GPIO的高电平为3.3v，盲猜应该电流无法直接驱动继电器，可能需要外接一个7407N的芯片拉高引脚的电流。

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### 关于 WiringOP 的使用教程和下载 WiringOP 是专为香橙派（Orange Pi）设计的一个 GPIO 控制库，类似于 Raspberry Pi 上使用的 wiringPi 库。它提供了对 Orange Pi 系列单板计算机的 GPIO、I2C、SPI 和其他外围设备的支持[^1]。 #### 下载 WiringOP 要获取 WiringOP 的源码并安装到您的 Orange Pi 设备上，请按照以下方法操作： 1. **更新系统软件包** 首先需要确保系统的软件包列表是最新的： ```bash root@orangepi:~# apt update ``` 2. **安装 Git 工具** 如果尚未安装 `git`，可以通过以下命令完成安装： ```bash root@orangepi:~# apt install git ``` 3. **克隆 WiringOP 仓库** 接下来可以将 WiringOP 的代码从 GitHub 克隆至本地： ```bash root@orangepi:~# git clone https://github.com/orangepi-xunlong/wiringOP ``` 此处也可以替换为镜像站点地址以提高下载速度[^2]。 4. **编译与安装** 进入克隆下来的目录后运行安装脚本即可完成配置过程： ```bash cd wiringOP/ ./build ``` #### 使用 WiringOP 编写程序 为了更好地管理和组织基于 WiringOP 开发的应用程序及相关资源文件，推荐创建专门的工作空间来存储这些材料。例如可以在用户的根目录下建立名为 `Peripheral` 的新文件夹作为工作区[^3]: ```bash mkdir ~/Peripheral cd ~/Peripheral ``` 当您希望利用 Python 调用 WiringOP 提供的功能时，则需借助第三方模块 *WiringPi-Python* 实现这一目标。具体做法如下所示[^5]: - 更新 APT 数据库索引； - 安装必要的依赖项以及该扩展本身； - 执行实际部署前测试验证环境准备情况良好与否。 ```bash sudo apt-get update sudo apt-get install wiringpi python-pip pip install wiringpi ``` 通过上述步骤能够成功集成 C/C++ 层面定义好的接口函数进入到高级别的解释型语言环境中去调用它们从而简化跨平台移植难度同时也增强了灵活性。 --- ### 示例代码片段展示如何控制 LED 灯亮灭状态变化 下面给出一段简单的例子演示怎样运用刚刚学到的知识点亮连接在指定编号端口上的发光二极管组件实例: ```c #include <wiringOp.h> int main(void){ int pinNumber =7; // 假定LED接到GPIO第7号针脚 if(wiringOpSetup() == -1){return 1;} pinMode(pinNumber , OUTPUT); digitalWrite(pinNumber,HIGH);sleep(2); digitalWrite(pinNumber,LOW); return 0; } ``` 此段落中的每一句都对应着特定的动作描述了初始化设置流程直至最后结束返回正常退出码零为止整个生命周期内的行为模式. ---
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