樹莓派GPIO引腳的說(shuō)明

Raspberry Pi是一種廉價(jià)的微型計(jì)算機(jī)，能夠執(zhí)行許多任務(wù)，包括復(fù)古游戲和成為家庭媒體中心。 Pi也非常重視教育，Scratch和Minecraft Pi版本均致力于幫助年輕人學(xué)習(xí)編碼，而GPIO引腳（通用輸入/輸出）打開了一個(gè)完整的世界。 DIY電子修補(bǔ)和發(fā)明。

什么是Raspberry Pi GPIO引腳？

在本文中，我們將告訴您一切需要了解Pi的GPIO引腳：它們可以做什么，如何使用它們以及在使用它們時(shí)應(yīng)避免的錯(cuò)誤。

開始之前的注意事項(xiàng)： Pi的不同版本可能會(huì)有所不同！在將任何東西連接到板上之前，請(qǐng)確保您使用的是正確的。一種快速的檢查方法是在Raspberry Pi的終端中鍵入 pinout ，這將彈出您當(dāng)前的設(shè)置圖。

GPIO引腳集成到了電腦。用戶可以控制它們的行為，以允許他們從傳感器讀取數(shù)據(jù)，并控制LED，電動(dòng)機(jī)和顯示器等組件。 Pi的較舊型號(hào)具有26個(gè)GPIO引腳，而較新的型號(hào)均具有40個(gè)GPIO引腳。此圖顯示了每個(gè)引腳的功能：

在標(biāo)記的圖中上圖，您會(huì)看到有不同類型的GPIO引腳可用于不同目的。您可以在pinout.xyz上找到此圖表的交互式版本。它還概述了您首先要解決的令人困惑的事情之一。每個(gè)針腳都有兩個(gè)數(shù)字。其 BOARD 號(hào)（圓圈中的數(shù)字）及其 BCM （Broadcom SOC頻道）號(hào)。您可以選擇在編寫Python代碼時(shí)使用的約定：

# 1 - GPIO/BCM Numbering

GPIO.setmode（GPIO.BCM）

# 2 - Board Numbering

GPIO.setmode（GPIO.BOARD）

在每個(gè)項(xiàng)目中只能使用一種約定，因此請(qǐng)選擇一種并堅(jiān)持使用。兩種約定都不是“正確的”，因此請(qǐng)選擇對(duì)您最有意義的一種。但是，值得注意的是，某些外設(shè)依賴于GPIO/BCM編號(hào)。

在本文中，我們將堅(jiān)持使用 BOARD 編號(hào)。那么，插針實(shí)際上是做什么的？

電源插針

讓我們從電源插針開始。 Raspberry Pi可以提供5v（引腳2和4）和3.3v（引腳1和17）電源。它還為引腳6、9、14、20、25、30、34和39上的電路提供了接地（GND）。

不幸的是，沒有一個(gè)答案。 5v電源引腳可以消耗多少電流，這取決于您使用的是什么電源以及與Pi相連的其他組件。 Raspberry Pi 3僅從其電源汲取2.5A的電流，并且需要約750mA的電流才能啟動(dòng)和正常運(yùn)行。這意味著，如果您使用的是2.5A電源，則5v引腳可提供的最大總電流約為1.7A。令人討厭的是，這在Pi的模型之間有所不同，如下表所示：

《圖id =“ attachment_760425” aria- describeby =“ caption-attachment-760425” class =“ wp-caption aligncenter”》

圖片來(lái)源：raspberrypi.org

對(duì)于大多數(shù)用戶只是從Pi開始，這不會(huì)有問(wèn)題，但是當(dāng)您花費(fèi)更多的時(shí)間使用GPIO引腳時(shí)，要牢記這一點(diǎn)。

3.3v引腳在最近的Raspberry上更簡(jiǎn)單一些Pi版本（自B +起）提供的總電流最多為 500mA ，而較舊的型號(hào)僅提供了 50mA 。請(qǐng)注意，該電流也將在所有其他GPIO引腳之間共享！

因此這些引腳可以為您的組件提供電源，但這僅是它們的功能。真正有趣的東西來(lái)自其余的引腳。

標(biāo)準(zhǔn)GPIO

在上表中，忽略了電源引腳，您會(huì)看到其中的一些標(biāo)記為不同的顏色。綠色引腳是標(biāo)準(zhǔn)GPIO引腳，這些是大多數(shù)初學(xué)者項(xiàng)目將使用的引腳。這些引腳具有3.3v 輸出的能力，在代碼中也稱為設(shè)置引腳 HIGH 。當(dāng)輸出引腳為 LOW 時(shí)，這意味著它僅提供0v。

它們也可以采用《最高3.3v的strong》輸入，該引腳讀為 HIGH 。

請(qǐng)勿提供大于3.3v的引腳：這是油炸Pi的快速方法！

有關(guān)在一個(gè)簡(jiǎn)單項(xiàng)目中開始使用GPIO引腳的出色指南，請(qǐng)嘗試我們的Raspberry Pi GPIO入門項(xiàng)目。

盡管我們將在本文中介紹一些特殊用途的引腳，但您可以將除電源引腳以及引腳27和28 以外的任何引腳用作常規(guī)GPIO引腳。

PWM

PWM（脈沖寬度調(diào)制）通過(guò)發(fā)送短脈沖來(lái)控制其接收的功率，從而與電動(dòng)機(jī)，伺服器和LED等組件一起使用。在我們的LED燈帶終極指南教程中，我們將它與Arduino一起使用。

在Pi上也可以使用PWM。引腳12（GPIO 18）和引腳35（GPIO 35）具有硬件PWM功能，盡管Pi還可以通過(guò)諸如Pigpio之類的庫(kù)提供軟件PWM。

有關(guān)PWM所需代碼的簡(jiǎn)介。 ，這個(gè)簡(jiǎn)單的LED亮度教程應(yīng)該可以幫助您入門。

UART

引腳8和10（GPIO 14和15）是UART引腳，旨在通過(guò)串行與Pi進(jìn)行通信。港口。在某些情況下，您可能需要執(zhí)行此操作，但是對(duì)于大多數(shù)初學(xué)者而言，通過(guò)SSH或使用VNC無(wú)頭連接到Pi可能會(huì)更容易。

如果您對(duì)如何串行引腳可以工作，這是一個(gè)很棒的入門書。

SPI

SPI（串行外圍設(shè)備接口總線）是一種與RFID讀取器等設(shè)備進(jìn)行通信的方法我們?cè)趲в蠥rduino和RFID的DIY智能鎖項(xiàng)目中使用了它。

它允許設(shè)備與Raspberry Pi同步通信，這意味著更多數(shù)據(jù)可以在 master 和從設(shè)備設(shè)備。如果您曾經(jīng)為Pi使用過(guò)小的觸摸屏，那么這就是他們的交流方式。

《圖id =“ attachment_761109” aria- describeby =“ caption-attachment-761109” class =“ wp-caption aligncenter“》

圖片來(lái)源：Gareth Halfacree/flickr.com

Raspberry Pi有多種使用SPI的設(shè)備和擴(kuò)展HAT，它可以為您的項(xiàng)目提供比常規(guī)GPIO引腳所能承受的硬件更多的硬件。但是，它確實(shí)需要大量的布線才能運(yùn)行。 Raspberry Pi Foundation網(wǎng)站上有SPI的深入概述。

引腳19、21、23、24、25 和 26 （GPIO 10、9、11、8，GND和GPIO 26）用于連接到SPI器件，它們都是平穩(wěn)運(yùn)行所必需的。避免所有意大利面的好方法是購(gòu)買一個(gè)預(yù)制擴(kuò)展，例如Sense HAT，它可以裝在您的板上，并為L(zhǎng)ED矩陣和傳感器上的各種陣列提供擴(kuò)展。幾年來(lái)一直是它的最愛，甚至在國(guó)際空間站上也用于做一些實(shí)驗(yàn)！

SPI在Raspbian上沒有作為標(biāo)準(zhǔn)啟用，但可以在raspi-中啟用。

I2C

I2C（內(nèi)部集成電路）與SPI類似，但通常認(rèn)為它更易于設(shè)置和使用。它異步通信，并且能夠支持所需的任意數(shù)量的不同設(shè)備，只要它們各自在I2C總線上具有唯一的地址位置即可。由于采用了這種尋址系統(tǒng)，Pi只需要兩個(gè)I2C引腳-引腳3（GPIO 2）和引腳5（GPIO 3），比SPI使用起來(lái)簡(jiǎn)單得多。

I2C的占地面積小有很多可能性。使用標(biāo)準(zhǔn)的GPIO引腳，設(shè)置LCD屏幕和一些按鈕幾乎可以占用每個(gè)引腳，使用I2C設(shè)備（例如Adafruit Negative LCD控制器）可以將其降低到只有兩個(gè)引腳！

Sparkfun有完整的SPI和I2C的概要以及使您入門的示例。

引腳27和28（標(biāo)記為ID_SD和ID_SC）也是I2C。 Pi用于內(nèi)部功能，還有一些HAT板。通常，除非您真的知道自己在做什么，否則不要惹他們！

Raspberry Pi：適用于一切的GPIO引腳！

Raspberry Pi是現(xiàn)代計(jì)算的瑞士軍刀。除了大量的日常使用外，它還使任何人都可以進(jìn)行自己的出色創(chuàng)作。

責(zé)任編輯：wv