Pi GPIO 技術全解析一款廣受歡迎的單板計算機Pi, 其GPIO即- Input/引腳,為硬件和軟件間的交互, 給出了強大接口, 通過該語言, 我們能輕易控制這些GPIO引腳, 達成各類有趣項目, 像控制LED燈、讀取傳感器數據等等, 本文會全面闡述 有關Pi GPIO的基礎概念、運用方法、常見實踐和最佳實踐, 助力讀者深入領會并高效運使這一技術。目錄, 基礎概念, 使用方法, 常見實踐, 最佳實踐, 小結, 參考資料, 基礎概念, Pi GPIO。Pi的GPIO引腳, 是一組能用于輸入或輸出的引腳, 借助這些引腳, 我們能夠與外部硬件開展交互 , 不同型號的Pi, 也許會有不同數量以及布局的GPIO引腳, 不過基本功能是相近的 , 這些引腳能夠輸出高電平, 一般是3.3V, 或者輸出低電平, 通常是0V, 還能夠讀取外部設備輸入的電平信號。與 GPIO有一種編程語言, 它簡單易學且功能強大, Pi官方提供了RPi.GPIO庫, 該庫用于在某種情境中控制GPIO引腳, 借助這個庫, 我們能夠便利地設定引腳的輸入輸出模式、讀取引腳狀態(tài)以及控制引腳輸出等。使用方法安裝 RPi.GPIO 庫在Pi之上, 名為RPi.GPIO的庫一般已然預先安裝好了。要是并未進行安裝, 能夠運用下面這個命令去開展安裝:sudo apt-get update sudo apt-get install python3-rpi.gpio基本使用步驟導入 RPi.GPIO 庫import RPi.GPIO as GPIORPi.GPIO當中, 支持兩種引腳編號模式用于設置引腳編號, 這兩種模式分別是BOARD和BCM, BOARD這種模式采用的是物理引腳編號, 而BCM模式采用的是SOC通道編號。# 使用 BOARD 模式 GPIO.setmode(GPIO.BOARD)設置引腳模式可以將引腳設置為輸入模式或輸出模式。# 設置引腳 11 為輸出模式 GPIO.setup(11, GPIO.OUT)倘若引腳被設定為輸出模式, 那么對于控制引腳輸出而言, 就能夠運用 GPIO.() 函數, 來達成控制引腳輸出高電平或者低電平的操作。# 將引腳 11 輸出高電平 GPIO.output(11, GPIO.HIGH)若引腳被設置成輸入模式, 那么讀取引腳輸入時, 能夠運用GPIO.input()函數去讀取引腳的輸入狀態(tài)。# 設置引腳 12 為輸入模式 GPIO.setup(12, GPIO.IN) # 讀取引腳 12 的輸入狀態(tài) input_state GPIO.input(12)于程序結束之際, 應進行 GPIO 資源的清理, 以防引腳狀態(tài)出現異常, 要清理 GPIO 資源。GPIO.cleanup()完整代碼示例import RPi.GPIO as GPIO import time # 使用 BOARD 模式 GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # 設置引腳 11 為輸出模式 GPIO.setup(11, GPIO.OUT) try: while True: # 將引腳 11 輸出高電平 GPIO.output(11, GPIO.HIGH) time.sleep(1) # 將引腳 11 輸出低電平 GPIO.output(11, GPIO.LOW) time.sleep(1) except KeyboardInterrupt: print(程序終止) finally: # 清理 GPIO 資源 GPIO.cleanup()常見實踐控制 LED 燈可借由對 GPIO 引腳輸出予以控制, 達成針對 LED 燈亮滅的控制。以下是個簡易的示例:import RPi.GPIO as GPIO import time # 使用 BOARD 模式 GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # 設置引腳 11 為輸出模式 GPIO.setup(11, GPIO.OUT) try: while True: # 點亮 LED 燈 GPIO.output(11, GPIO.HIGH) time.sleep(1) # 熄滅 LED 燈 GPIO.output(11, GPIO.LOW) time.sleep(1) except KeyboardInterrupt: print(程序終止) finally: # 清理 GPIO 資源 GPIO.cleanup()讀取按鈕狀態(tài)把 GPIO 引腳設置成輸入模式, 便能讀取按鈕的狀態(tài) , 這兒有個示例 , 如下。import RPi.GPIO as GPIO import time # 使用 BOARD 模式 GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # 設置引腳 12 為輸入模式并上拉電阻 GPIO.setup(12, GPIO.IN, pull_up_downGPIO.PUD_UP) try: while True: input_state GPIO.input(12) if input_state False: print(按鈕被按下) time.sleep(0.2) except KeyboardInterrupt: print(程序終止) finally: # 清理 GPIO 資源 GPIO.cleanup()最佳實踐錯誤處理使用 GPIO 引腳之際, 得要開展錯誤處理, 防止程序因異常狀況而崩潰, 可以運用 try 語句去捕獲異常, 并在位塊之中清理 GPIO 資源。避免引腳沖突要是使用好多 GPIO 引腳, 那就得防止引腳沖突。能夠于程序里給用的引腳加上注釋, 清晰表明每個引腳的用途。使用線程或異步編程對于某些需長時間運行的任務而言, 像讀取傳感器數據這種情況, 或者是控制電機這種情況, 可以運用線程, 或者采用異步編程的方式, 以此來提升程序的性能。代碼模塊化把具備不同功能的代碼, 包裹成函數或者類, 以此提升代碼的可讀程度以及可維護程度。小結本文對, Pi GPIO的基礎概念, 進行了介紹, 介紹了其使用方法, 還介紹了常見實踐, 涉及最佳實踐。借助RPi.GPIO庫, 我們能夠便利地控制Pi的GPIO引腳, 達成各類有趣項目。在實際的應用當中, 應當留意錯誤處理, 避免引腳沖突, 采用線程或異步編程, 以及代碼模塊化等最佳實踐, 以此提升程序的穩(wěn)定性與性能。參考資料《 實戰(zhàn)樹莓派應用開發(fā)入門與實踐》 Raspberry Pi GPIO Python 技術全解析
Pi GPIO 技術全解析一款廣受歡迎的單板計算機Pi, 其GPIO即- Input/引腳,為硬件和軟件間的交互, 給出了強大接口, 通過該語言, 我們能輕易控制這些GPIO引腳, 達成各類有趣項目, 像控制LED燈、讀取傳感器數據等等, 本文會全面闡述 有關Pi GPIO的基礎概念、運用方法、常見實踐和最佳實踐, 助力讀者深入領會并高效運使這一技術。目錄, 基礎概念, 使用方法, 常見實踐, 最佳實踐, 小結, 參考資料, 基礎概念, Pi GPIO。Pi的GPIO引腳, 是一組能用于輸入或輸出的引腳, 借助這些引腳, 我們能夠與外部硬件開展交互 , 不同型號的Pi, 也許會有不同數量以及布局的GPIO引腳, 不過基本功能是相近的 , 這些引腳能夠輸出高電平, 一般是3.3V, 或者輸出低電平, 通常是0V, 還能夠讀取外部設備輸入的電平信號。與 GPIO有一種編程語言, 它簡單易學且功能強大, Pi官方提供了RPi.GPIO庫, 該庫用于在某種情境中控制GPIO引腳, 借助這個庫, 我們能夠便利地設定引腳的輸入輸出模式、讀取引腳狀態(tài)以及控制引腳輸出等。使用方法安裝 RPi.GPIO 庫在Pi之上, 名為RPi.GPIO的庫一般已然預先安裝好了。要是并未進行安裝, 能夠運用下面這個命令去開展安裝:sudo apt-get update sudo apt-get install python3-rpi.gpio基本使用步驟導入 RPi.GPIO 庫import RPi.GPIO as GPIORPi.GPIO當中, 支持兩種引腳編號模式用于設置引腳編號, 這兩種模式分別是BOARD和BCM, BOARD這種模式采用的是物理引腳編號, 而BCM模式采用的是SOC通道編號。# 使用 BOARD 模式 GPIO.setmode(GPIO.BOARD)設置引腳模式可以將引腳設置為輸入模式或輸出模式。# 設置引腳 11 為輸出模式 GPIO.setup(11, GPIO.OUT)倘若引腳被設定為輸出模式, 那么對于控制引腳輸出而言, 就能夠運用 GPIO.() 函數, 來達成控制引腳輸出高電平或者低電平的操作。# 將引腳 11 輸出高電平 GPIO.output(11, GPIO.HIGH)若引腳被設置成輸入模式, 那么讀取引腳輸入時, 能夠運用GPIO.input()函數去讀取引腳的輸入狀態(tài)。# 設置引腳 12 為輸入模式 GPIO.setup(12, GPIO.IN) # 讀取引腳 12 的輸入狀態(tài) input_state GPIO.input(12)于程序結束之際, 應進行 GPIO 資源的清理, 以防引腳狀態(tài)出現異常, 要清理 GPIO 資源。GPIO.cleanup()完整代碼示例import RPi.GPIO as GPIO import time # 使用 BOARD 模式 GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # 設置引腳 11 為輸出模式 GPIO.setup(11, GPIO.OUT) try: while True: # 將引腳 11 輸出高電平 GPIO.output(11, GPIO.HIGH) time.sleep(1) # 將引腳 11 輸出低電平 GPIO.output(11, GPIO.LOW) time.sleep(1) except KeyboardInterrupt: print(程序終止) finally: # 清理 GPIO 資源 GPIO.cleanup()常見實踐控制 LED 燈可借由對 GPIO 引腳輸出予以控制, 達成針對 LED 燈亮滅的控制。以下是個簡易的示例:import RPi.GPIO as GPIO import time # 使用 BOARD 模式 GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # 設置引腳 11 為輸出模式 GPIO.setup(11, GPIO.OUT) try: while True: # 點亮 LED 燈 GPIO.output(11, GPIO.HIGH) time.sleep(1) # 熄滅 LED 燈 GPIO.output(11, GPIO.LOW) time.sleep(1) except KeyboardInterrupt: print(程序終止) finally: # 清理 GPIO 資源 GPIO.cleanup()讀取按鈕狀態(tài)把 GPIO 引腳設置成輸入模式, 便能讀取按鈕的狀態(tài) , 這兒有個示例 , 如下。import RPi.GPIO as GPIO import time # 使用 BOARD 模式 GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # 設置引腳 12 為輸入模式并上拉電阻 GPIO.setup(12, GPIO.IN, pull_up_downGPIO.PUD_UP) try: while True: input_state GPIO.input(12) if input_state False: print(按鈕被按下) time.sleep(0.2) except KeyboardInterrupt: print(程序終止) finally: # 清理 GPIO 資源 GPIO.cleanup()最佳實踐錯誤處理使用 GPIO 引腳之際, 得要開展錯誤處理, 防止程序因異常狀況而崩潰, 可以運用 try 語句去捕獲異常, 并在位塊之中清理 GPIO 資源。避免引腳沖突要是使用好多 GPIO 引腳, 那就得防止引腳沖突。能夠于程序里給用的引腳加上注釋, 清晰表明每個引腳的用途。使用線程或異步編程對于某些需長時間運行的任務而言, 像讀取傳感器數據這種情況, 或者是控制電機這種情況, 可以運用線程, 或者采用異步編程的方式, 以此來提升程序的性能。代碼模塊化把具備不同功能的代碼, 包裹成函數或者類, 以此提升代碼的可讀程度以及可維護程度。小結本文對, Pi GPIO的基礎概念, 進行了介紹, 介紹了其使用方法, 還介紹了常見實踐, 涉及最佳實踐。借助RPi.GPIO庫, 我們能夠便利地控制Pi的GPIO引腳, 達成各類有趣項目。在實際的應用當中, 應當留意錯誤處理, 避免引腳沖突, 采用線程或異步編程, 以及代碼模塊化等最佳實踐, 以此提升程序的穩(wěn)定性與性能。參考資料《 實戰(zhàn)樹莓派應用開發(fā)入門與實踐》