beaglebone_black_学习笔记——（5）闪烁LED之C语言

上一篇笔记中，主要记录了通过shell脚本的方式实现对LED灯的亮灭控制。不难看出，实际上对GPIO的控制主要是通过对内核接口/sys/class/gpio下的文件进行操作。同样的方法，也可以通过C语言实现对GPIO口的控制。这篇笔记就记录了笔者通过C语言的方法实现对LED的控制。

第一步：先点亮LED

1、新建led.c文件，方法讲过：touch led.c。

2、利用vi编辑器对led.c进行编辑。源码如下所示：

#include <stdio.h>
#define GPIO_DIR "/sys/class/gpio/"

int main()
{
    FILE *stream=NULL;
    stream=fopen(GPIO_DIR"export","w");
    
    fwrite("44",sizeof(int),2,stream);
    fclose(stream);
    

    stream=fopen(GPIO_DIR"gpio44/direction","r+");
    fwrite("out",sizeof(char),3,stream);
    fclose(stream);

    stream=fopen(GPIO_DIR"gpio44/value","r+");
    fwrite("1",sizeof(char),1,stream);
    fclose(stream);

    return 0;
}

几点说明：

（1）第1行：包含了标准输入输出头文件stdio.h，程序里用到的fopen(),fwrite(),fclose()函数都是包含在stdio.h里面；

（2）第2行：定义一个路径；

（3）第6~10行：通过操作export文件添加gpio44引脚，相当于注册GPIO44端口；

（4）第13~15行：设置gpio44的方向属性；

（5）第17~19行：设置gpio44的数据为1，即高电平。

3、第二篇笔记已经详细的说明怎样编译，请参考：http://www.cnblogs.com/zhezhe1988/p/4246713.html

这里直接进行编译并运行，运行完LED灯点亮了。

4、要实现LED灯的闪烁，还需要添加循环语句和延迟语句来控制亮灭的交替变化。接下来将上边的代码在进行更改，于是得到下边的代码。

#include <stdio.h>
#define GPIO_DIR "/sys/class/gpio/"

int main()
{
    FILE *stream=NULL;
    stream=fopen(GPIO_DIR"export","w");
    fwrite("44",sizeof(int),2,stream);
    fclose(stream);
    
    stream=fopen(GPIO_DIR"gpio44/direction","r+");
    fwrite("out",sizeof(char),3,stream);
    fclose(stream);

    while(1)
    {
        printf("led on
");
        stream=fopen(GPIO_DIR"gpio44/value","r+");
        fwrite("1",sizeof(char),1,stream);
        fclose(stream);
        usleep(500000);
        printf("led of
");
        stream=fopen(GPIO_DIR"gpio44/value","r+");
        fwrite("0",sizeof(char),1,stream);
        fclose(stream);
        usleep(500000);
    }
    return 0;
}

几点说明：

（1）第2行：此处修改了GPIO_DIR的路径，使其指向/sys/class/gpio/文件，注意第7,11，18,23行也做了相应修改；

（2）15~27行：添加了while循环语句，再循环里面先点亮LED，延迟0.5s，然后再熄灭，延迟0.5s；

（3）usleep()函数是微秒级的延迟。

5、修改后的代码运行后就能实现LED灯交替闪烁了，其中闪烁间隔为0.5s。

第二步：讲解几个重要的知识

1、fopen()函数

包含头文件	#include <stdio.h>
函数原型	FILE *fopen(char * filename,char * mode);
函数功能	以mode指定的方式打开名为filename的文件
传入参数	filename： 文件名 mode：打开模式               r   只读方式打开一个文本文件               rb  只读方式打开一个二进制文件               w   只写方式打开一个文本文件               wb  只写方式打开一个二进制文件               a   追加方式打开一个文本文件              ab  追加方式打开一个二进制文件               r+  可读可写方式打开一个文本文件               rb+ 可读可写方式打开一个二进制文件               w+  可读可写方式创建一个文本文件               wb+ 可读可写方式生成一个二进制文件               a+  可读可写追加方式打开一个文本文件               ab+ 可读可写方式追加一个二进制文件
返回值	成功,返回一个文件指针(文件信息区的起始地址),否则返回0

2、fwrite()函数

包含头文件	#include <stdio.h>
函数原型	int fwrite(char *ptr,unsigned size,unsigned n,FILE *fp);
函数功能	把ptr所指向的n*size个字节输出到fp所指向的文件中
传入参数	ptr-存放要写入的数据, size-每个数据单位的字节数, n-读入的数据单位个数 fp需要写入的文件
返回值	写到fp文件中的数据项个数

3、 fclose()函数

包含头文件	#include <stdio.h>
函数原型	int fclose(FILE * fp);
函数功能	关闭fp所指的文件,释放文件缓冲区
传入参数	fp需要关闭的文件
返回值	0-无错，否则非零

注：以上三个函数都包含在标准输入输出头文件stdio.h里面

4、usleep()函数

这个函数是Linux系统函数。有一个函数与这个函数比较相似，也就是sleep()函数。下面对比说明一下

函数原型	void usleep(int micro_seconds);	sleep(unisgned long);
函数功能	本函数可暂时使程序停止执行。	本函数可暂时使程序停止执行。
传入参数	micro_seconds 要暂停的微秒数	long 要暂停的秒数
返回值	无	无

5、sizeof()函数

（1）功能：计算数据空间的字节数

（2）与strlen比较：

1） strlen()计算字符数组的字符数，以""为结束判断，不计算为''的数组元素。

2）sizeof计算数据（包括数组、变量、类型、结构体等）所占内存空间，用字节数表示。

6、stdio.h包含的函数

文件访问	fopen freopen fflush fclose
二进制输入/输出	fread fwrite
非格式化输入/输出	fgetc/getc fputc/putc ungetc fgets fputs
格式化输入/输出	scanf/fscanf/sscanf printf/fprintf/sprintf perror
文件定位	ftell fseek fgetpos fsetpos rewind
错误处理	feof ferror
文件操作	remove rename tmpfile

其中常用到的几个函数原型：

int getchar()//从标准输入设备读入一个字符

int putchar()//向标准输出设备写出一个字符

int scanf(char*format[,argument…])//从标准输入设备读入格式化后的数据

int printf(char*format[,argument…])//向标准输出设备输出格式化字符串

char*gets(char*string)//从标准输入设备读入一个字符串

int puts(char*string)//向标准输出设备输出一个字符串

int sprintf(char*string,char*format[,…])//把格式化的数据写入某个字符串缓冲区

总结：通过这个实验掌握了利用C语言的方式去操作GPIO的方法。