樹莓皮是一臺廉價的小型計算機,能夠完成大量的任務,包括復古遊戲和家庭媒體中心。Pi還十分注重教育,Scratch和MineCark Pi版都致力於幫助年輕人學習編碼,GPIO引腳(通用輸入/輸出)開闢了DIY電子修補和發明的全世界。
在本文中,我們將告訴您您需要了解的關於Pi的GPIO引腳的所有內容:它們可以做什麼、如何使用它們以及在使用這些引腳時避免的錯誤。
開始之前請注意:Pi的不同版本可能會因其引腳而異!在將任何東西連接到電路板之前,請確保使用的是正確的。一個快速檢查的方法是在Raspberry Pi的終端中輸入pinout,這將顯示當前設置的圖表。
GPIO引腳集成在計算機的電路板中。它們的行為可以由用戶控制,允許用戶從傳感器讀取數據,並控制LED、電機和顯示器等組件。老型號的Pi有26個GPIO管腳,而新型號都有40個。此圖表顯示每個pin的作用:
在上面的標記圖中,您可以看到,有不同類型的GPIO引腳,它們服務於不同的目的。您可以在皮諾特·xyz它還概述了您必須首先處理的一個令人困惑的事情。每個pin都有兩個數字附加在上面。其板號(圓圈中的數字)及其BCM(Broadcom SOC通道)編號。您可以選擇編寫Python代碼時使用的約定:
# 1 - GPIO/BCM NumberingGPIO.setmode(GPIO.BCM)# 2 - Board NumberingGPIO.setmode(GPIO.BOARD)每個項目只能使用一個約定,所以選擇一個並堅持它。任何一個慣例都不是“正確的”,所以去選擇對你來說最有意義的人。然而,值得注意的是,某些外圍設備依賴於GPIO/BCM編號。
對於這篇文章,我們將堅持董事會編號。那麼這些別針到底有什麼作用呢?
讓我們從電源引腳開始。Raspberry Pi可提供5v(引腳2和4)和3.3v(引腳1和17)電源。它還為插腳6、9、14、20、25、30、34和39上的電路提供接地。
不幸的是,5v電源引腳能消耗多少電流沒有一個單一的答案,因為它取決於您使用的電源,以及連接到Pi的其他組件。Raspberry Pi 3只能從電源中吸取2.5A的電流,並且需要大約750mA的電流才能啟動和正常的無頭操作。這意味著,如果您使用的是2.5A電源,5v引腳可以提供約1.7A的最大總電流。令人煩惱的是,這在Pi的不同型號之間有所不同,如下表所示:
對於大多數剛開始使用Pi的用戶來說,這不會是一個問題,但是當您花費更多的時間使用GPIO引腳時,需要記住這一點。
3.3v引腳稍微簡單一些,最近的Raspberry Pi修訂版(型號B+以後)提供的總電流高達500mA,而舊型號僅提供50mA。請注意,此電流在所有其他GPIO引腳中也是共享的!
因此,這些引腳可以為您的組件提供電源,但這是他們所做的一切。真正有趣的東西來自其餘的別針。
在上面的圖表中,忽略電源管腳,您將看到一些用不同的顏色標記。綠色管腳是標準的GPIO管腳,這些是您將用於大多數初學者項目的管腳。這些引腳能夠輸出3.3v電壓,也稱為將引腳設置為高電平。當一個輸出引腳是低這意味著它只是提供0v。
他們還可以採取高達3.3v的輸入,引腳讀取高。
不要提供大於3.3v的引腳:這是一個快速的方式油炸你的Pi!
要獲得在簡單項目中使用GPIO引腳的入門指南,請嘗試我們的Raspberry Pi GPIO項目入門。
雖然我們將在本文中介紹一些具有特殊用途的管腳,但您可以使用除電源管腳之外的任何管腳,以及作為常規GPIO管腳的管腳27和28。
PWM(脈寬調製)通過發送短脈衝來控制它們接收到的功率,從而與電機、伺服和LED等部件一起使用。在我們的LED帶教程的最終指南中,我們使用了Arduino。
在Pi上也可以使用PWM。引腳12(GPIO 18)和引腳35(GPIO 35)支持硬件PWM,不過Pi也可以通過pigpio等庫提供軟件PWM。
對於PWM所需的代碼介紹,這個簡單的LED亮度教程應該可以幫助你去。
引腳8和10(GPIO 14和15)是UART引腳,設計用於使用串行端口與Pi通信。在某些情況下,您可能希望這樣做,但對於大多數初學者來說,通過SSH或使用VNC無頭連接到Pi可能會更容易。
如果您對串行引腳如何工作的詳細視圖感興趣,這是一個很好的入門。
SPI(Serial Peripheral Interface bus,串行外圍接口總線)是一種與RFID讀卡器等設備進行通信的方法,我們在使用Arduino和RFID項目的DIY智能鎖中使用了這種讀卡器。
它允許設備與Raspberry Pi同步通信,這意味著更多的數據可以在主設備和從設備之間傳遞。如果你曾經用過一個小觸摸屏來顯示你的Pi,這就是他們交流的方式。
Raspberry-Pi有各種各樣的設備和擴展帽,它們使用SPI,它可以為您的項目打開比常規GPIO引腳所能支持的更多的硬件。然而,它需要相當多的佈線才能工作。在樹莓Pi基金會網站上有一個關於SPI的深入概述。
引腳19、21、23、24、25和26(GPIO 10、9、11、8、GND和GPIO 26)用於連接到SPI設備,它們都是順利運行所必需的。避免所有意大利麵的一個好方法是購買一個預先**的擴展,比如Sense HAT,它可以安裝在你的電路板上,併為它提供一個LED矩陣和一個廣泛的傳感器陣列。幾年來它一直是人們的最愛,甚至在國際空間站上被用來做一些實驗!
SPI協議在Raspbian上沒有作為標準啟用,但它可以在raspi配置文件中以及I2C中啟用。
I2C(Inter-integratedcircuit)與SPI類似,但通常被認為更易於設置和使用。它進行異步通信,並且能夠根據需要支持儘可能多的不同設備,只要它們在I2C總線上都有唯一的地址位置。由於這種尋址系統,Pi只需要兩個I2C引腳——引腳3(GPIO 2)和引腳5(GPIO 3),這使得它比SPI簡單得多。
I2C的小體積為我們提供了巨大的可能性。使用標準的GPIO引腳,設置一個LCD屏幕和一些按鈕將佔用幾乎所有的引腳,使用像Adafruit負LCD控制器這樣的I2C設備將其降低到只有兩個引腳!
Sparkfun提供了一個完整的SPI和I2C概要,以及一些示例來幫助您入門。
引腳27和28(標記為ID\u SD和ID\u SC)也是I2C。Pi用於內部功能,也用於一些帽板。一般來說,除非你真的知道自己在做什麼,否則不要惹他們!
樹莓皮是瑞士**的現代計算。伴隨著大量令人敬畏的日常使用,它也打開了任何人的可能性,使自己的酷創作。
許多Raspberry Pi初學者項目都使用本文中討論的協議,而實踐方法是最好的學習方法。繼續修補,玩得開心!
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