树梅派应用10：RPi.GPIO 模块使用基础

拼搏现实的明天。 2022-07-13 01:19 167阅读 0赞

RPi.GPIO 模块程序包提供了一个在 Raspberry Pi 中控制 GPIO 的类。

注意，该模块不适合应用到追求实时性或计数周期的应用中。这是由于您无法预测 Ptyhon 何时繁忙，以及资源回收的时间。而且它是运行在基于 Linux 核心的系统中，也不合适用于实时应用 – 原因在于其它进程可能获得更高的 CPU 优先级。如果您一定要追求实时操作的性能，可以考虑购买一块 Arduino 主板[http://www.arduino.cc][http_www.arduino.cc]!

还需要注意一点，目前的版本还不支持 Raspberry Pi 的 SPI、I2C、1-wire、串口等功能。计划在不久的将来会实现的！

本文是 RPi.GPIO 模块文档系列文章的第一篇，除本文外还包括以下几篇：

[使用 RPi.GPIO 模块的输入（Input）功能][RPi.GPIO _Input]  
[使用 RPi.GPIO 模块的输出（Output）功能][RPi.GPIO _Output]  
[使用 RPi.GPIO 模块的脉宽调制（PWM）功能][RPi.GPIO _PWM]

#### 导入模块 ####

导入 RPi.GPIO 模块：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>import</code> 
      <code> RPi.GPIO as GPIO</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

通过该操作，您可以将模块名称映射为 GPIO，以便接下来您其它脚本进行使用。

导入模块并检查它是否导入成功，可以尝试：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> 
    <div>
      2 
    </div> 
    <div>
      3 
    </div> 
    <div>
      4 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>try</code> 
      <code>:</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>import</code> 
      <code>RPi.GPIO as GPIO</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>except</code> 
      <code> RuntimeError:</code> 
     </div> 
     <div> 
      <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code> 
      <code>print</code> 
      <code>(</code> 
      <code>"导入 RPi.GPIO 时出现错误！这可能由于没有超级用户权限造成的。您可以使用 'sudo' 来运行您的脚本。"</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 针脚编号 ####

目前有两种方式可以通过 RPi.GPIO 对 Raspberry Pi 上的 IO 针脚进行编号。

第一种方式是使用 BOARD 编号系统。该方式参考 Raspberry Pi 主板上 P1 接线柱的针脚编号。使用该方式的优点是无需考虑主板的修订版本，您硬件始终都是可用的状态。您将无需从新连接线路和更改您的代码。

第二种方式是使用 BCM 编号。这是一种较低层的工作方式 – 该方式参考 Broadcom SOC 的通道编号。使用过程中，您始终要保证主板上的针脚与图表上标注的通道编号相对应。您的脚本可能在 Raspberry Pi 主板进行修订版本更新时无法工作。

指定您所使用的方式（必须指定）：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>GPIO.setmode(GPIO.BOARD)</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

或者

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>GPIO.setmode(GPIO.BCM)</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 警告 ####

可能您的 Raspberry Pi 的 GPIO 上同时有多个脚本/循环。因此，如果 RPi.GPIO 检测到某个针脚被设置为其它用途而非默认的状态（默认为输入），您会在尝试配置某脚本时得到警告消息。

禁用该警告消息：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>GPIO.setwarnings(</code> 
      <code>False</code> 
      <code>)</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 配置通道 ####

您需要为每个用于输入或输出的针脚配置通道。

配置为输入的通道：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>GPIO.setup(channel, GPIO.IN)</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

（通道编号是基于您所使用的编号系统所指定的（BOARD 或 BCM）。）

更多关于输入通道的进阶信息可以在[这里][RPi.GPIO _Input]找到。

配置为输出的通道：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>GPIO.setup(channel, GPIO.OUT)</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

（通道编号是基于您所使用的编号系统所指定的（BOARD 或 BCM）。）

您还可以指定输出通道的初始值：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>GPIO.setup(channel, GPIO.OUT, initial</code> 
      <code>=</code> 
      <code>GPIO.HIGH)</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### 输入 ####

读取 GPIO 针脚的值：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>GPIO.</code> 
      <code>input</code> 
      <code>(channel)</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

（通道编号是基于您所使用的编号系统所指定的（BOARD 或 BCM）。）这将返回 0 / GPIO.LOW / False 或者 1 / GPIO.HIGH / True。

#### 输出 ####

设置 GPIO 针脚的输出状态：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>GPIO.output(channel, state)</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

（通道编号是基于您所使用的编号系统所指定的（BOARD 或 BCM）。）

状态可以为 0 / GPIO.LOW / False 或者 1 / GPIO.HIGH / True。

#### 清理 ####

在任何程序结束后，请养成清理用过的资源的好习惯。使用 RPi.GPIO 也同样需要这样。恢复所有使用过的通道状态为输入，您可以避免由于短路意外损坏您的 Raspberry Pi 针脚。注意，该操作仅会清理您的脚本使用过的 GPIO 通道。

在您的脚本结束后进行清理：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>GPIO.cleanup()</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

#### Raspberry Pi 修订版本和 RPi.GPIO 版本 ####

检测 Raspberry Pi 主板的修订版本：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>GPIO.RPI_REVISION</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

检测 RPi.GPIO 的版本：

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td> 
    <div>
      1 
    </div> </td> 
   <td> 
    <div> 
     <div> 
      <code>GPIO.VERSION</code> 
     </div> 
    </div> </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**相关网站**  
原文地址：[RPi.GPIO module basics][]  
项目地址：[RPi.GPIO][]  
原文翻译：[dreamcolor.net][]

本文来自： [树莓派实验室][Link 1]  
链接地址： [http://shumeipai.nxez.com/2016/09/28/rpi-gpio-module-basics.html][http_shumeipai.nxez.com_2016_09_28_rpi-gpio-module-basics.html]

[http_www.arduino.cc]: http://www.arduino.cc/
[RPi.GPIO _Input]: http://shumeipai.nxez.com/2016/09/28/rpi-gpio-module-inputs.html
[RPi.GPIO _Output]: http://shumeipai.nxez.com/2016/09/28/rpi-gpio-module-outputs.html
[RPi.GPIO _PWM]: http://shumeipai.nxez.com/2014/11/13/rpi-gpio-module-pwm-basic-function.html
[RPi.GPIO module basics]: https://code.google.com/p/raspberry-gpio-python/wiki/BasicUsage
[RPi.GPIO]: https://code.google.com/p/raspberry-gpio-python/
[dreamcolor.net]: http://dreamcolor.net/archives/rpi-gpio-module-basics.html
[Link 1]: http://shumeipai.nxez.com/
[http_shumeipai.nxez.com_2016_09_28_rpi-gpio-module-basics.html]: http://shumeipai.nxez.com/2016/09/28/rpi-gpio-module-basics.html