基于树莓派的python GPIO编程-常用函数综合整理
随着Mini型PC越来越多,与之而来的创客也丰富起来,比如说Arduino就是一个非常好里例子。
不过,Arduino毕竟是一块适合入门型的基础开发板,无论是从性能上,还是处理复杂问题的实现上,其本身都是有限的。所以有些时候我们会考虑成本更高的卡片式PC,类似于树莓派、香蕉派、橙子派等等。
话虽然可以这么说,但作为PC跟GPIO一体的板卡,有些朋友刚拿到手确实是不知道何从下手,更不知道如何去控制各个GPIO引脚,那今天的文章,鄙人就综合的说一下常用的函数等等,其实好多地方跟Arduino的代码是很相似的。
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先说库文件:
树莓派我们编程一般都直接用高效的python,针对于GPIO编程,python也是有这一方面的库的,这里最有名也是最常用的就是RPI.GPIO了。这个库是专门为树莓派GPIO编程所设计的,利用它你可以愉快的像Arduino那样轻松控制GPIO管脚。
安装:
sudo apt-get -y python-pip #安装pip
sudo pip install rpi.gpio #安装RPI.GPIO
安装完成后在实际运用的时候,我们也会像arduino那样去设置输入输出,设置高低电平,获取针脚值等等,那下面我就把整理的内容函数都贴出来。
在这说一下管脚,拿到树莓派之后你会发现板子上有两排管脚,这对应这什么呢?请看下图:
(管脚对应)
当然如果说你的版本不同可能会略有差别,你同样可以使用gpio readall命令来打印出所有管脚:
(打印管脚)
好,做完上面的拓扑,我们来讲一下关于GPIO编程的一些常用函数。
1.导入库:
import RPi.GPIO as GPIO
2.设置引脚模式:
GPIO.setmode(GPIO.BMC/BOARD) #BMC或者BOARD模式
3.设置引脚为输入:
GPIO.setup(pin,GPIO.IN)
4.设置引脚为输出:
GPIO.setup(pin,GPIO.OUT)
5.设置初始化高电平:
GPIO.setup(pin,GPIO.OUT,initial=GPIO.HIGH)
6.设置初始化为低电平:
GPIO.setup(pin,GPIO.OUT,initial=GPIO.LOW)
当然python的好处是可以创建一个列表,然后将列表带入函数中,使其一次性执行多个针脚的输入输出,如:
PinList=[pin1,pin2,pin3]
GPIO.setup(PinList,GPIO.IN)
通过创建一个列表将列表中加入引脚的定义,实现多引脚同时设定为输入。
读取输入值:
GPIO.input(pinx) #input()方法可以读取pinx引脚的值
当然前提是你的引脚接了一些传感器,比如温度传感器,光线传感器等等。
上下拉:
先说什么是上下拉
上拉和下拉是指GPIO输出高电位(上拉)还是低电位(下拉)。上拉就是输入高电平,然后接一个上拉电阻(起保护作用),知道上拉就表示该端口在默认情况下输入为高电平。下拉就是输入低电平,然后接一个下拉电阻。
我们在做管脚的上下拉时,在电路设计上一般都是加上下拉电阻,但在树莓派身上如何不改变电路通过python去控制呢?
在python的GPIO初始化上可以用GPIO.setup(pinx,GPIO.IN,pull_up_down=GPIO.PUD_UP/GPIO.DOWN)来控制上下拉。
设置中断:
设置终端通常有两种方法,一种是wait_for_edge(),另一种为add_event_detect(),我们下面来介绍一下这两个中断。
1.wait_for_edge():用于检测到边沿之前阻止程序运行
举个例子:
channel = GPIO.wait_for_edge(channel, GPIO_RISING, timeout=5000)
if channel is None:
print('Timeout occurred')
else:
print('Edge detected on channel', channel)
延时5秒,如果超时,程序继续执行,如果没有超时将继续等待。
2.add_event_detect():对一个引脚进行监听,一旦引脚输入发生了改变,调用event_detected()函数会返回True
举个例子:
GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.RISING)
do_something()
if GPIO.event_detected(channel):
print('Button pressed')
add_event_detect()多用于循环状态,并且它不会错过循环中输入状态的改变,多用在PyQt上。
PWM脉冲调节:
PWM这个多用在控制电机上,特别是对我们做树莓派小车对小车的控制上有很大的帮助。
我们用一个实例去说明:
Pwm=GPIO.PWM(pin,frequence) #创建PWM实例
Pwm.start(dc) #启动PWM dc值(0.0
Pwm.ChangeFrequency(freq) #改变PWM频率
Pwm.ChangeDutyCycle(dc) # 改变PWM的占空比0.0<=dc <=100.
Pwm.stop() #停止PWM
后面我们在说几个常用的函数,比如输出、等待,并写一个控制小灯闪烁的Demo
GPIO口输出值:
GPIO.output(pinx,1/0)
1对应GPIO.HIGH(高电平)0对应GPIO.LOW(低电平)
延时函数:
time.sleep(秒数)
此函数为time库里面的,你要想使用必须在之前import time
今天暂且介绍这么多,我们下面写一个控制LED小灯闪烁的实例:
import RPi.GPIO as GPIO //引入函数库
import time
RPi.GPIO.setmode(GPIO.BOARD) //设置引脚编号规则
RPi.GPIO.setup(11, RPi.GPIO.OUT) //将11号引脚设置成输出模式
while True
GPIO.output(channel, 1) //将引脚的状态设置为高电平,此时LED亮了
time.sleep(1) //程序休眠1秒钟,让LED亮1秒
GPIO.output(channel, 0) //将引脚状态设置为低电平,此时LED灭了
time.sleep(1) //程序休眠1秒钟,让LED灭1秒
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