一個樹莓派小白，對GPIO的使用一無所知，不斷的在網(wǎng)上找了很多文章看，現(xiàn)在找了兩篇比較好的文章，參考并記錄在這里，供需要的人參考。介紹GPIO（General Purpose I/O Ports）意思為通用輸入/輸出端口，通過它們可以輸出高低電平或者通過它們讀入引腳的狀態(tài)（是高電平或是低電平）。
樹莓派使用GPIO的方法有很多種，庫函數(shù)包括了wiringPi以及RPi.GPIO，這里我主要介紹RPi.GPIO庫，這個庫是樹莓派系統(tǒng)自帶的。 使用說明（一）導(dǎo)入庫（二）設(shè)置編碼規(guī)范gpio.setmode(gpio.BOARD) 這里需要解釋的是：因為要使用GPIO口，那么你得明確使用的是哪一個口（下面代碼中 pin 對應(yīng)的就是端口號），這就引入了一個編號問題，目前存在的有三種編碼規(guī)范。
1）BOARD： 從左到右，從上到下：左邊基數(shù)，右邊偶數(shù)：1-40
2）BCM：編號側(cè)重 CPU 寄存器，根據(jù) BCM2835 的 GPIO 寄存器編號
3）wpi： 編號側(cè)重實現(xiàn)邏輯，把擴展 GPIO 端口從 0 開始編號，這種編號方便編程。
通過一張圖我們就能看清楚 
（三）引腳設(shè)置# 將引腳設(shè)置為輸入模式GPIO.setup(pin, GPIO.IN)# 將引腳設(shè)置為輸出模式GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)# 為輸出的引腳設(shè)置默認值GPIO.setup(pin, GPIO.OUT, initial=GPIO.HIGH)（四）電平控制GPIO.output(pin, state) 注意：狀態(tài)(state)可以設(shè)置為低（0 / GPIO.LOW / False）或高（ 1 / GPIO.HIGH / True）
也可以一次性設(shè)置多個引腳 pin_list = [11,12]GPIO.output(pin_list, GPIO.LOW)（五）讀取引腳的輸入狀態(tài)GPIO.input(pin) （六）釋放GPIO資源（七）示例代碼import RPi.GPIO as gpioimport time# 定義引腳，你怎么接的怎么改in1 = 12in2 = 16# 設(shè)置GPIO口為BOARD編號規(guī)范gpio.setmode(gpio.BOARD)# 設(shè)置GPIO口為輸出gpio.setup(in1, gpio.OUT)gpio.setup(in2, gpio.OUT)# 設(shè)置輸出電平gpio.output(in1, gpio.HIGH)gpio.output(in2, gpio.LOW)# 秒級延遲time.sleep(2)# 釋放GPIO資源gpio.cleanup()123456789101112131415161718123456789101112131415161718 （八）PWM設(shè)置8.1 脈沖寬度調(diào)制(PWM)
脈沖寬度調(diào)制(PWM)是一種高效的數(shù)字電壓控制技術(shù)，它利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制，通過控制固定電壓的直流電源開關(guān)頻率，改變負載兩端的電壓，進而達到控制要求的一種電壓調(diào)整方法。為更好的理解和使用PWM，我們首先需要了解以下兩個概念。 頻率 頻率以Hz為單位，一個脈沖信號時間周期的倒數(shù)。如果PWM的輸出頻率比較低，例如只有5Hz，那么在控制一個LED時候，LED就會一閃一閃的，較高的頻率可以讓運行更為平滑，但PWM的輸出頻率并不能無限的高，而且在高頻情況下，測定的PWM頻率會與作為樹莓派參數(shù)提供的頻率略有出入。因此，在使用PWM時，應(yīng)該選擇一個合適的頻率，對于控制一個LED亮度來說，一般100Hz就足夠了。 占空比 占空比就是輸出的PWM脈沖信號中，高電平保持的時間與該PWM的時鐘周期的時間之比，如圖6.1所示，占空比=t1/T=t1/(t1+t2)。假設(shè)PWM脈沖的頻率為1000Hz，那么它的時鐘周期T就是1ms（即1000us），如果高電平持續(xù)時間t1為200us，低電平的時間t2為800us，那么占空比就是200:1000(即1:5)。
從應(yīng)用的角度，我們可以簡單的將PWM理解為通過改變脈沖信號的頻率和高電平的持續(xù)時間（或占空比）來實現(xiàn)電壓控控制的一種方法。圖6.2顯示了三個由GPIO輸出的PWM信號(電壓為3.3V)，第一個信號是一個占空比為20%的PWM輸出，即在信號周期中，20%的時間為高電平（邏輯1），其余80%的時間為低電平（邏輯0），對應(yīng)的電壓為滿幅值的20%（0.66V）。第二、三個信號分別是占空比為50%和80%的PWM輸出，對應(yīng)的電壓分別為1.65V和2.64V。
8.2 樹莓派操控PWM
在樹莓派上，可以通過對GPIO的編程來實現(xiàn)PWM，RPi.GPIO庫就提供了一個PWM功能，以下是使用RPi.GPIO庫的PWM功能的方法。
創(chuàng)建一個PWM實例 pwm = GPIO.PWM(channel, frequency) channel：指定要輸出PWM信號的GPIO引腳；
frequency：指定PWM信號的初始頻率，單位為Hz，其值應(yīng)大于0.0。
啟用PWM pwm.start(dc) dc：指定PWM信號的初始占空比，取值范圍為0.0 ≤ dc ≤ 100.0。
更改PWM頻率 pwm.ChangeFrequency(freq) freq：指定PWM的新頻率，單位為Hz，其值應(yīng)大于0.0。
更改PWM占空比 pwm.ChangeDutyCycle(dc) dc：指定PWM的新占空比，取值范圍為0.0 ≤ dc ≤ 100.0。 8.3 PWM驗證實驗
接下來，我們將用一個具體的例子來演示樹莓派是如何使用PWM的。在這個實驗里，您將可以手動改變LED的亮度，一方面我們將盡可能用上RPi.GPIO庫中PWM的相關(guān)函數(shù)，讓您更好了解這些函數(shù)的使用，另一方面讓您更為直觀的理解PWM的基本原理。 import RPi.GPIO as GPIO # 引入GPIO模塊if __name__ == '__main__': LedPin = 19 freq = 100 # 存放PWM頻率變量，這里初始值為100，可以根據(jù)實際需要修改 dc = 0 # 存放PWM占空比變量，這里初始值為0，可以根據(jù)實際需要修改 GPIO.setmode(GPIO.BCM) # 使用BCM編號方式 GPIO.setup(LedPin, GPIO.OUT) # 將GPIO19設(shè)置為輸出模式 pwm = GPIO.PWM(LedPin, freq) # 創(chuàng)建PWM對象，并指定初始頻率 pwm.start(dc) # 啟動PWM，并指定初始占空比 try: freq = int(input('Please input the frequency of PWM(1-2000Hz): ')) # 等待輸入新PWM頻率 pwm.ChangeFrequency(freq) # 改變PWM頻率 while True: dc = int(input('Please input the duty cycle(0-100): ')) # 等待輸入新PWM占空比 pwm.ChangeDutyCycle(dc) # 改變PWM占空比 finally: pwm.stop() # 停止PWM GPIO.cleanup() # 清理釋放GPIO資源1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
程序運行后，首先會要求您輸入PWM頻率（建議輸入的值在1到2000之間），然后您可以通過不斷的輸入新的PWM占空比來改變LED的狀態(tài)。例如，您可以輸入一個100Hz的PWM頻率，然后分別輸入10、30、50、80、100的PWM占空比，您將看到LED會一次比一次亮；當(dāng)您輸入的PWM頻率為5時，LED會不斷的閃爍，輸入不同的占空比只會改變LED點亮的時間長度，而亮度基本不變，當(dāng)占空比為100時，LED長亮。 參考鏈接1：
https://www.jianshu.com/p/449682146501
來源：簡書
參考鏈接2：https://blog.csdn.net/yzy_1996/article/details/83756357
來源CSDN
|
