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linux LED代码设计

news 2025/7/9 9:10:45

设计目标：
写RGB LED灭、亮、闪烁等效果，不同颜色也需要设置

#include <iostream>
#include <unistd.h> // 对于usleep()
#include <fcntl.h>  // 对于open(), close()
#include <sys/ioctl.h> // 对于ioctl()
#include <linux/gpio.h> // GPIO相关宏定义// 假设已经有了设置GPIO和PWM的函数，这里仅展示GPIO输出设置void set_gpio_output(int gpio_chip, int offset, bool value) {// 注意：这里只是一个框架，实际实现需要根据系统和GPIO库// 创建一个到GPIO设备的文件描述符int fd = open("/dev/gpiochip" + std::to_string(gpio_chip), O_RDWR);if (fd < 0) {std::cerr << "Failed to open GPIO chip device" << std::endl;return;}// 设置GPIO方向为输出struct gpiolib_direction_request req = {.line_offset = offset,.flags = GPIOLIB_SET_DIRECTION_OUT,.values[0] = value, // 初始值};if (ioctl(fd, GPIOLIB_SET_DIRECTION, &req) < 0) {std::cerr << "Failed to set GPIO direction" << std::endl;close(fd);return;}// 如果想改变GPIO的值，可以再次使用ioctl()或libgpiod提供的函数// 注意：这里我们假设GPIO的值已经在设置方向时初始化了close(fd);
}int main() {// 假设GPIO芯片号为0，引脚偏移量为9（红色LED）、10（绿色LED）、11（蓝色LED）int gpio_chip = 0;int red_pin = 9;int green_pin = 10;int blue_pin = 11;// 打开红色LEDset_gpio_output(gpio_chip, red_pin, true);sleep(1); // 等待一秒// 关闭所有LEDset_gpio_output(gpio_chip, red_pin, false);set_gpio_output(gpio_chip, green_pin, false);set_gpio_output(gpio_chip, blue_pin, false);// 注意：这里没有实现PWM控制，因为PWM控制通常涉及更复杂的设置// 可能需要使用专门的PWM库或系统调用来控制PWMreturn 0;
}// 注意：
// 1. 上面的代码使用了"/dev/gpiochip"和GPIOLIB_SET_DIRECTION，这些在标准的Linux系统中并不存在。
//    需要使用如libgpiod或其他GPIO控制库来正确设置GPIO。
// 2. PWM控制通常涉及对`/sys/class/pwm/pwmchipX/pwmY/`目录的写入操作，或者使用专门的PWM库。
// 3. 错误处理非常基础，实际应用中需要更完善的错误处理和资源管理。

对于PWM控制，你需要查找你的Linux发行版和硬件平台支持的PWM控制方法。通常，这涉及到对/sys/class/pwm/目录下的文件进行操作，或者使用专门的PWM库。

当然，我们可以将上述代码拆分成多个.cpp和.h文件，以便更好地组织和管理代码。以下是一个简单的拆分示例：

1. `GpioPin.h`

这个文件定义了GpioPin和PwmPin的接口。

// GpioPin.h
#ifndef GPIO_PIN_H
#define GPIO_PIN_H#include <memory>class GpioPin {
public:virtual ~GpioPin() {}virtual void set_direction(bool output) = 0;virtual void write(bool value) = 0;
};class PwmPin : public GpioPin {
public:virtual ~PwmPin() {}virtual void set_frequency(int freq) = 0;virtual void set_duty_cycle(double percentage) = 0; // 百分比，0.0到1.0
};// 工厂函数声明（通常放在其他文件中实现，或者作为类的静态方法）
std::unique_ptr<GpioPin> create_gpio_pin(int gpio_chip, int offset);
std::unique_ptr<PwmPin> create_pwm_pin(int pwm_chip, int pwm_device);#endif // GPIO_PIN_H

2. `RgbLed.h`

这个文件定义了RgbLed类。

// RgbLed.h
#ifndef RGB_LED_H
#define RGB_LED_H#include "GpioPin.h"
#include <thread>
#include <chrono>class RgbLed {
public:RgbLed(std::unique_ptr<GpioPin> red, std::unique_ptr<GpioPin> green, std::unique_ptr<GpioPin> blue): red_(std::move(red)), green_(std::move(green)), blue_(std::move(blue)) {}void off();void on(int r, int g, int b); // 假设r, g, b是0到255的整数void blink(int r, int g, int b, int interval_ms);// 注意：呼吸效果在这里不实现，以保持示例简洁private:std::unique_ptr<GpioPin> red_;std::unique_ptr<GpioPin> green_;std::unique_ptr<GpioPin> blue_;
};#endif // RGB_LED_H

3. `RgbLed.cpp`

这个文件包含RgbLed类的实现。

// RgbLed.cpp
#include "RgbLed.h"void RgbLed::off() {red_->write(false);green_->write(false);blue_->write(false);
}void RgbLed::on(int r, int g, int b) {// 简单的开关控制，不考虑PWMred_->write(r > 0);green_->write(g > 0);blue_->write(b > 0);
}void RgbLed::blink(int r, int g, int b, int interval_ms) {while (true) {on(r, g, b);std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(interval_ms));off();std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(interval_ms));}
}

4. `GpioPinFactory.cpp`（或其他实现文件）

这个文件将包含create_gpio_pin和create_pwm_pin的实现，但注意这里只是声明，因为具体实现将依赖于你的硬件和使用的库。

// GpioPinFactory.cpp（示例，实际实现将更复杂）
#include "GpioPin.h"std::unique_ptr<GpioPin> create_gpio_pin(int gpio_chip, int offset) {// 伪代码：你需要根据你的硬件和库来实现这个// 返回一个GpioPin对象，可能是通过某种方式初始化的return nullptr; // 这里只是示例，实际应该返回一个有效的GpioPin对象
}std::unique_ptr<PwmPin> create_pwm_pin(int pwm_chip, int pwm_device) {// 伪代码：同上return nullptr; // 实际应该返回一个有效的PwmPin对象
}