Raspberry Pi是一種廉價的微型計算機，能夠執行許多任務，包括復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習編碼，而GPIO引腳（通用輸入/輸出）打開了一個完整的世界。 DIY電子修補和發明。

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應避免的錯誤。

開始之前的注意事項： Pi的不同版本可能會有所不同！在將任何東西連接到板上之前，請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 ，這將彈出您當前的設置圖。

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據，并控制LED，電動機和顯示器等組件。 Pi的較舊型號具有26個GPIO引腳，而較新的型號均具有40個GPIO引腳。此圖顯示了每個引腳的功能：

在標記的圖中上圖，您會看到有不同類型的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。每個針腳都有兩個數字。其 BOARD 號（圓圈中的數字）及其 BCM （Broadcom SOC頻道）號。您可以選擇在編寫Python代碼時使用的約定：

# 1 - GPIO/BCM Numbering

GPIO.setmode（GPIO.BCM）

# 2 - Board Numbering

GPIO.setmode（GPIO.BOARD）

在每個項目中只能使用一種約定，因此請選擇一種并堅持使用。兩種約定都不是“正確的”，因此請選擇對您最有意義的一種。但是，值得注意的是，某些外設依賴于GPIO/BCM編號。

在本文中，我們將堅持使用 BOARD 編號。那么，插針實際上是做什么的？

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的電流才能啟動和正常運行。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”》

圖片來源：raspberrypi.org

對于大多數用戶只是從Pi開始，這不會有問題，但是當您花費更多的時間使用GPIO引腳時，要牢記這一點。

3.3v引腳在最近的Raspberry上更簡單一些Pi版本（自B +起）提供的總電流最多為 500mA ，而較舊的型號僅提供了 50mA 。請注意，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。真正有趣的東西來自其余的引腳。

標準GPIO

在上表中，忽略了電源引腳，您會看到其中的一些標記為不同的顏色。綠色引腳是標準GPIO引腳，這些是大多數初學者項目將使用的引腳。這些引腳具有3.3v 輸出的能力，在代碼中也稱為設置引腳 HIGH 。當輸出引腳為 LOW 時，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 。

請勿提供大于3.3v的引腳：這是油炸Pi的快速方法！

有關在一個簡單項目中開始使用GPIO引腳的出色指南，請嘗試我們的Raspberry Pi GPIO入門項目。

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GPIO引腳。

PWM

PWM（脈沖寬度調制）通過發送短脈沖來控制其接收的功率，從而與電動機，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還可以通過諸如Pigpio之類的庫提供軟件PWM。

有關PWM所需代碼的簡介。 ，這個簡單的LED亮度教程應該可以幫助您入門。

UART

引腳8和10（GPIO 14和15）是UART引腳，旨在通過串行與Pi進行通信。港口。在某些情況下，您可能需要執行此操作，但是對于大多數初學者而言，通過SSH或使用VNC無頭連接到Pi可能會更容易。

如果您對如何串行引腳可以工作，這是一個很棒的入門書。

SPI

SPI（串行外圍設備接口總線）是一種與RFID讀取器等設備進行通信的方法我們在帶有Arduino和RFID的DIY智能鎖項目中使用了它。

它允許設備與Raspberry Pi同步通信，這意味著更多數據可以在 master 和從設備設備。如果您曾經為Pi使用過小的觸摸屏，那么這就是他們的交流方式。

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圖片來源：Gareth Halfacree/flickr.com

Raspberry Pi有多種使用SPI的設備和擴展HAT，它可以為您的項目提供比常規GPIO引腳所能承受的硬件更多的硬件。但是，它確實需要大量的布線才能運行。 Raspberry Pi Foundation網站上有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，它們都是平穩運行所必需的。避免所有意大利面的好方法是購買一個預制擴展，例如Sense HAT，它可以裝在您的板上，并為LED矩陣和傳感器上的各種陣列提供擴展。幾年來一直是它的最愛，甚至在國際空間站上也用于做一些實驗！

SPI在Raspbian上沒有作為標準啟用，但可以在raspi-中啟用。

I2C

I2C（內部集成電路）與SPI類似，但通常認為它更易于設置和使用。它異步通信，并且能夠支持所需的任意數量的不同設備，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，Pi只需要兩個I2C引腳-引腳3（GPIO 2）和引腳5（GPIO 3），比SPI使用起來簡單得多。

I2C的占地面積小有很多可能性。使用標準的GPIO引腳，設置LCD屏幕和一些按鈕幾乎可以占用每個引腳，使用I2C設備（例如Adafruit Negative LCD控制器）可以將其降低到只有兩個引腳！

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（標記為ID_SD和ID_SC）也是I2C。 Pi用于內部功能，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是現代計算的瑞士軍刀。除了大量的日常使用外，它還使任何人都可以進行自己的出色創作。

責任編輯：wv