樹莓派GPIO(通用輸入輸出)講解

目前為止，我們已經(jīng)學習了Python語言的數(shù)據(jù)類型，控制（if,else)和循環(huán)（for, while)語句，可以說Python編程語言我們已經(jīng)入門了，當然還有很多編程知識需要學習，比如對象，圖像界面（GUI)，網(wǎng)絡通信等等。但目前的知識已經(jīng)可以讓我們使用Python編寫簡單程序了。我們先放下Python，開始學習樹莓派最好玩的部分GPIO(通用輸入輸出）。

I/O（輸入輸出）-計算機和外部世界溝通的窗口

僅通過Python語言，我們編寫的程序只能在計算機內部運行，沒有辦法控制計算機外面的任何事物，也沒法讀取外部時間的任何變化，所以計算機都設計了輸入與輸出模塊（Input/Output)。通過輸入(Input)，計算機可以讀取各種傳感器的數(shù)值，每個電腦的鼠標和鍵盤就是最基本的輸入設備。而輸出(Output)則可以通過指令或信號控制外部的設備，比如顯示器，電機等。如果你看過”終結者“系列電影，里面的機器人外形和真人一樣，輸入設備是他的眼睛（攝像頭），而輸出則控制這個機器人的行動。

樹莓派給了大家直觀理解I/O的機會，他的I/O是一排引腳(英文叫Pin)，叫做GPIO，不同型號的樹莓派引腳數(shù)不同，比如我用的3B+的GPIO共有40個引腳，每個引腳的用處不同，我們必須按樹莓派的定義去使用各個引腳。下圖顯示了GPIO在樹莓派電路板的位置和各個引腳的定義（原圖片來自https://github.com/raspberrypi/documentation/blob/master/usage/gpio/images/GPIO-Pinout-Diagram-2.png）

當沒有文檔在手邊時，我們也可以運行命令”pinout"查看自己樹莓派GPIO的引腳定義.

當樹莓派啟動后，GPIO的引腳都是默認設置為輸入（Input)，我們需要通過指令改變需要的引腳為輸出(Output)來控制外部設備。樹莓派的引腳有多種用途，我們這里只介紹最簡單的輸入（讀取）和輸出（控制）。

嚴重警告：當我們使用GPIO時需要特別小心，千萬不要讓兩個引腳直接連接，這有可能造成短路從而燒毀樹莓派。

電壓和二進制

樹莓派的工作電壓是3.3V，雖然有2個引腳提供了5V的電源，但我們接下來的學習中都使用3.3V的電源，引腳標注為GND的是0V，就是我們常說的接地電壓。3.3V和0V或GND分別表示二進制的1和0。所以當某個引腳設置為輸出模式(Output)，輸出為1時，該引腳的電壓就是3.3V，輸出0時該引腳電壓為0V。

明白了GPIO的基本知識，我們就可以通過Python程序來通過GPIO控制外部的設備了，下一講我們看看如何控制發(fā)光二極管。