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Raspberry Pi 3のGPIOを制御するWiringPiライブラリ導入手順(gpioコマンドでLチカ)

2016/10/30更新

対応バージョン: Raspbian Jessie Lite - September 2016

Raspberry Pi 3のGPIOを制御するWiringPiライブラリを導入する手順を示す。

WiringPiにはC言語ライブラリの他にgpioコマンドも含まれるのでこれを使ってLチカしてみる。

インストール

まずソースコード一式を入手してbuildする。

% git clone git://git.drogon.net/wiringPi
% cd wiringPi

% ./build
:
NOTE: To compile programs with wiringPi, you need to add:
    -lwiringPi
  to your compile line(s) To use the Gertboard, MaxDetect, etc.
  code (the devLib), you need to also add:
    -lwiringPiDev
  to your compile line(s).

% which gpio
/usr/local/bin/gpio

% gpio -v
gpio version: 2.32
Copyright (c) 2012-2015 Gordon Henderson
This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.
For details type: gpio -warranty

Raspberry Pi Details:
  Type: Pi 3, Revision: 02, Memory: 1024MB, Maker: Embest
  * Device tree is enabled.
  * This Raspberry Pi supports user-level GPIO access.
    -> See the man-page for more details
    -> ie. export WIRINGPI_GPIOMEM=1

% cd ..
% rm -rf wiringPi

以下のファイルがインストールされる。

/usr/local/lib/libwiringPi.so -> libwiringPi.so.2.32
/usr/local/lib/libwiringPi.so.2.32
/usr/local/lib/libwiringPiDev.so -> libwiringPiDev.so.2.32
/usr/local/lib/libwiringPiDev.so.2.32

/usr/local/bin/gpio

/usr/local/include/ads1115.h
/usr/local/include/drcSerial.h
/usr/local/include/ds1302.h
/usr/local/include/gertboard.h
/usr/local/include/lcd.h
/usr/local/include/lcd128x64.h
/usr/local/include/max31855.h
/usr/local/include/max5322.h
/usr/local/include/maxdetect.h
/usr/local/include/mcp23008.h
/usr/local/include/mcp23016.h
/usr/local/include/mcp23017.h
/usr/local/include/mcp23s08.h
/usr/local/include/mcp23s17.h
/usr/local/include/mcp3002.h
/usr/local/include/mcp3004.h
/usr/local/include/mcp3422.h
/usr/local/include/mcp4802.h
/usr/local/include/pcf8574.h
/usr/local/include/pcf8591.h
/usr/local/include/piFace.h
/usr/local/include/piGlow.h
/usr/local/include/piNes.h
/usr/local/include/scrollPhat.h
/usr/local/include/sn3218.h
/usr/local/include/softPwm.h
/usr/local/include/softTone.h
/usr/local/include/sr595.h
/usr/local/include/wiringPi.h
/usr/local/include/wiringPiI2C.h
/usr/local/include/wiringPiSPI.h
/usr/local/include/wiringSerial.h
/usr/local/include/wiringShift.h
/usr/local/include/wpiExtensions.h

gpio readallコマンドを使うとGPIOピンの状態が一覧表示される。

% gpio readall
+-----+-----+---------+------+---+---Pi 3---+---+------+---------+-----+-----+
| BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
+-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
|     |     |    3.3v |      |   |  1 || 2  |   |      | 5v      |     |     |
|   2 |   8 |   SDA.1 | ALT0 | 1 |  3 || 4  |   |      | 5V      |     |     |
|   3 |   9 |   SCL.1 | ALT0 | 1 |  5 || 6  |   |      | 0v      |     |     |
|   4 |   7 | GPIO. 7 |   IN | 1 |  7 || 8  | 1 | ALT5 | TxD     | 15  | 14  |
|     |     |      0v |      |   |  9 || 10 | 1 | ALT5 | RxD     | 16  | 15  |
|  17 |   0 | GPIO. 0 |   IN | 1 | 11 || 12 | 0 | IN   | GPIO. 1 | 1   | 18  |
|  27 |   2 | GPIO. 2 |  OUT | 1 | 13 || 14 |   |      | 0v      |     |     |
|  22 |   3 | GPIO. 3 |  OUT | 1 | 15 || 16 | 0 | IN   | GPIO. 4 | 4   | 23  |
|     |     |    3.3v |      |   | 17 || 18 | 0 | IN   | GPIO. 5 | 5   | 24  |
|  10 |  12 |    MOSI | ALT0 | 0 | 19 || 20 |   |      | 0v      |     |     |
|   9 |  13 |    MISO | ALT0 | 0 | 21 || 22 | 0 | IN   | GPIO. 6 | 6   | 25  |
|  11 |  14 |    SCLK | ALT0 | 0 | 23 || 24 | 1 | OUT  | CE0     | 10  | 8   |
|     |     |      0v |      |   | 25 || 26 | 1 | OUT  | CE1     | 11  | 7   |
|   0 |  30 |   SDA.0 |   IN | 1 | 27 || 28 | 1 | IN   | SCL.0   | 31  | 1   |
|   5 |  21 | GPIO.21 |   IN | 1 | 29 || 30 |   |      | 0v      |     |     |
|   6 |  22 | GPIO.22 |   IN | 1 | 31 || 32 | 0 | IN   | GPIO.26 | 26  | 12  |
|  13 |  23 | GPIO.23 |   IN | 0 | 33 || 34 |   |      | 0v      |     |     |
|  19 |  24 | GPIO.24 |   IN | 0 | 35 || 36 | 0 | IN   | GPIO.27 | 27  | 16  |
|  26 |  25 | GPIO.25 |   IN | 0 | 37 || 38 | 0 | IN   | GPIO.28 | 28  | 20  |
|     |     |      0v |      |   | 39 || 40 | 0 | IN   | GPIO.29 | 29  | 21  |
+-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
| BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
+-----+-----+---------+------+---+---Pi 3---+---+------+---------+-----+-----+

後述のスクリプトの中でLEDの点灯・消灯切替のタイミングを0.5秒にしているが、sleepコマンドは1秒以下のスリープ時間が指定できないためマイクロ秒単位でスリープ時間を指定できるsleepenhパッケージもインストールしておく。

% sudo apt install sleepenh

% sleepenh
sleepenh -- an enhanced sleep program.
         -- $Revision: 1.2 $
         -- $Date: 2003/02/24 17:17:48 $

Copyright (C) 2003 - Pedro Zorzenon Neto
Distributed under the conditions of FSF/GPL2 License.
See the source code for more copyright and license information.

Usage: sleepenh timetosleep
   or: sleepenh initialtime timetosleep

timetosleep is in seconds, microsecond resolution. Ex: 80.123456
initialtime is the output value of a previous execution of sleepenh.

% date && sleepenh 0.5 && date
2016年 10月 30日 日曜日 14:31:27 JST
1477805487.833714
2016年 10月 30日 日曜日 14:31:27 JST

プログラミング

以下の資料にてLチカさせた時のコードをgpioコマンドを使って書き直してみる。

関連資料・記事

従来のRPi.GPIOライブラリ使用
#!/usr/bin/env python

import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

PIN = 25

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(PIN, GPIO.OUT)

try:
    while True:
        GPIO.output(PIN, GPIO.HIGH)
        sleep(0.5)
        GPIO.output(PIN, GPIO.LOW)
        sleep(0.5)

except KeyboardInterrupt:
    pass

GPIO.cleanup(PIN)
gpioコマンド使用
#!/bin/sh

PIN=25
HIGH=1
LOW=0

gpio -g mode ${PIN} out

trap 'gpio -g mode ${PIN} in; exit' 2 15

while [ 1 ]
do
  gpio -g write ${PIN} ${HIGH}
  sleepenh 0.5 > /dev/null
  gpio -g write ${PIN} ${LOW}
  sleepenh 0.5 > /dev/null
done
見て分かる通り、コマンド(メソッド)が違うだけで書き方は同じ、違いは例外の書き方くらいである。

この例外処理はtrapというシェルの組込関数を使ってスクリプト実行中に[Ctrl] + [c]かkillコマンドによって処理が中断された時のシグナルをキャッチしてピンモードを入力(IN)に戻してリセットするという処理を行っている。

2(SIGINT) ... [Ctrl] + [c]
15(SIGTERM) ... 「% kill <pid>」

関連資料・記事

参考サイト