新西达电调初始化代码，使用nodejs ffi技术调用wiringpi，代码使用typescript编写

这是我设计的F450四轴飞行器飞控代码的一部分

运行在orangepi-zero上，操作系统是armbian，思路是使用node-ffi调用wiringpi的so库与GPIO通信，然后控制端逻辑代码使用typescript编写

需要注意的是node-ffi目前不支持node11版本以及以上，我使用的node版本是10

ffi对so库发起调用的效率并不高，但是在这里依然是可以满足通信的需求了

这里使用typescript封装了一个电机类，注释比较多，可以方便参考

下面是电机类

 import { GPIO } from '../gpio';
 import WPIFFI from '../wiringpi-ffi';

 /**
  * 电机类
  * 封装了PWM，电调的初始化方法以及电机档位的控制方法
  */
 export class Motor {
   /**
    * 控制电机的GPIO口
    */
   private gpio: GPIO;
   /**
    * 是否已经初始化PWM
    */
   private pwmInitialized: boolean;
   /**
    * 是否已经初始化电调
    */
   private controllerInitialized: boolean;
   /**
    * 当前电机转速档位
    */
   private gear: number;

   /**
    * 获取控制电机的GPIO口
    */
   public get GPIO(): GPIO {
     return this.gpio;
   }
   /**
    * 获取PWM的初始化状态
    */
   public get PWMInitialized() {
     return this.pwmInitialized;
   }
   /**
    * 获取电调的初始化状态
    */
   public get ControllerInitialized() {
     return this.controllerInitialized;
   }
   /**
    * 获取电机的初始化状态（PWM且电调）
    */
   public get Initialized() {
     return this.PWMInitialized && this.ControllerInitialized;
   }
   /**
    * 获取电机的当前档位
    */
   public get Gear(): number {
     return this.gear;
   }

   /**
    * 调用FFI初始化PWM
    * @param value 初始化的脉冲宽度值
    * @param range 脉冲可调范围
    */
   private pwmInit(value: number = 0, range: number = 200) {
     console.log(`[${this.gpio}] init: ${value} ${range}`);
     if (WPIFFI.softPwmCreate(this.gpio, value, range)) {
       throw(new Error(`[${this.gpio}] pwm initialization failed`));
     }
   }
   /**
    * 调用FFI设置PWM脉冲
    * @param value 脉冲值，默认配置下，此值的范围为[0 ~ 200]
    */
   private pulseSet(value: number) {
     if (!this.PWMInitialized) {
       console.log(`[${this.gpio}] pwm not initialized`);
       return;
     }
     // 设置脉冲
     console.log(`[${this.gpio}] set: ${value}`);
     WPIFFI.softPwmWrite(this.gpio, value);
   }

   /**
    * 初始化PWM，即使能GPIO口的PWM时钟
    * 这里设置时钟为200个单位，即：1s / (200 * 100us) = 50hz
    */
   public PWMInit(): void {
     if (!this.PWMInitialized) {
       this.pwmInitialized = true;
       this.pwmInit(0, 200);
     } else {
       console.log(`[${this.gpio}] pwm already initialized`);
     }
   }
   /**
    * @async
    * 初始化控制电机的电调
    * 因为电调初始化协议有时序性，所以这里使用setTimeout异步延时发送初始化信号
    * 整个初始化过程会异步等待约10秒钟
    * 如不能确定电机状态，请谨慎调用，二次初始化会导致油门开到最大
    * 新西达电调的初始化协议，这里简单描述一下
    * 1.初始化PWM时钟，使其能在GPIO口产生PWM信号（本程序的PWM频率为：1s / (200 * 100us) = 50hz，11个档位）
    * 2.输出2ms的PWM脉冲，为设定的油门最大值
    * 3.听到短促的滴滴声音后，输出1ms的PWM脉冲，设定的油门最小值
    * 4.等待几秒钟之后，发送1ms~2ms之间的PWM脉冲，即可启动电机
    */
   public ControllerInit(): Promise<void> {
     return new Promise<void>((resolve, reject) => {
       // 如果PWM没有初始化则报错
       if (!this.PWMInitialized) {
         reject(`[${this.gpio}] pwm not initialized`);
       }
       // 如果电调并未初始化
       if (!this.ControllerInitialized) {
         // 这里先设置了标志，防止异步重入的错误
         this.controllerInitialized = true;
         // 发送高脉冲
         this.pulseSet(20);
         // 延时发送低脉冲
         setTimeout(() => {
           this.pulseSet(10);
           // 等待初始化完成返回
           setTimeout(() => {
             resolve();
           }, 7000);
         }, 3000);
       } else {
         console.log(`[${this.gpio}] controller already initialized`);
         resolve();
       }
     });
   }
   /**
    * @async
    * 初始化电机
    * 首先会初始化控制电机的GPIO口以使能PWM信号
    * 其次会初始化控制电机的电调并异步等待完成
    */
   public async Init(): Promise<void> {
     this.PWMInit();
     await this.ControllerInit();
   }
   /**
    * 设置电机档位
    * @param gear 电机档位，可调范围为[0 ~ 10]
    */
   public GearSet(gear: number): void {
     if (!this.PWMInitialized) {
       console.log(`[${this.gpio}] pwm not initialized`);
       return;
     }
     if (!this.ControllerInitialized) {
       console.log(`[${this.gpio}] controller not initialized`);
       return;
     }
     if (gear < 0 || gear > 10) {
       console.log(`[${this.gpio}] the range of gear must be [0 ~ 10]`);
       return;
     }
     const floorGear = Math.floor(gear);
     // 实际脉冲范围为[10 ~ 20]
     const value = floorGear + 10;
     // 设置脉冲信号
     this.pulseSet(value);
     // 写入当前档位
     this.gear = floorGear;
   }
   /**
    * 设置电机档位并持续一段时间后退回之前的档位
    * @param gear 电机档位，可调范围为[0 ~ 10]
    * @param s 档位保持的时间，单位秒，超出此时间之后档位将会退回到之前的状态
    * @param keep 是否回退
    */
   public GearSetTimeout(
     gear: number,
     s: number,
     keep: boolean = false,
   ): Promise<void> {
     return new Promise<void>((resolve) => {
       const ms = Math.floor(s * 1000);
       const bakGear = this.gear;
       this.GearSet(gear);
       setTimeout(() => {
         if (!keep) {
           this.GearSet(bakGear);
         }
         resolve();
       }, ms);
     });
   }
   /**
    * 在控制台输出设备的详情信息
    */
   public Detail(): void {
     console.log(`GPIO: ${this.GPIO}`);
     console.log(`PWMInitialized[true/false]: ${this.PWMInitialized}`);
     console.log(`ControllerInitialized[true/false]: ${this.ControllerInitialized}`);
     console.log(`Gear[0 ~ 10]: ${this.Gear}`);
   }
   /**
    * @constructor 构造函数，创建一个可用的电机对象
    * @param gpio 控制电机的GPIO口，具体请查看实际硬件连接与OrangePi Zero的GPIO定义
    */
   public constructor(gpio: GPIO) {
     this.gpio = gpio;
     this.pwmInitialized = false;
     this.controllerInitialized = false;
     this.gear = 0;
   }
 }