树莓派GPIO引脚的说明

Raspberry Pi是一种廉价的微型计算机，能够执行许多任务，包括复古游戏和成为家庭媒体中心。 Pi也非常重视教育，Scratch和Minecraft Pi版本均致力于帮助年轻人学习编码，而GPIO引脚（通用输入/输出）打开了一个完整的世界。 DIY电子修补和发明。

什么是Raspberry Pi GPIO引脚？

在本文中，我们将告诉您一切需要了解Pi的GPIO引脚：它们可以做什么，如何使用它们以及在使用它们时应避免的错误。

开始之前的注意事项： Pi的不同版本可能会有所不同！在将任何东西连接到板上之前，请确保您使用的是正确的。一种快速的检查方法是在Raspberry Pi的终端中键入 pinout ，这将弹出您当前的设置图。

GPIO引脚集成到了电脑。用户可以控制它们的行为，以允许他们从传感器读取数据，并控制LED，电动机和显示器等组件。 Pi的较旧型号具有26个GPIO引脚，而较新的型号均具有40个GPIO引脚。此图显示了每个引脚的功能：

在标记的图中上图，您会看到有不同类型的GPIO引脚可用于不同目的。您可以在pinout.xyz上找到此图表的交互式版本。它还概述了您首先要解决的令人困惑的事情之一。每个针脚都有两个数字。其 BOARD 号（圆圈中的数字）及其 BCM （Broadcom SOC频道）号。您可以选择在编写Python代码时使用的约定：

# 1 - GPIO/BCM Numbering

GPIO.setmode（GPIO.BCM）

# 2 - Board Numbering

GPIO.setmode（GPIO.BOARD）

在每个项目中只能使用一种约定，因此请选择一种并坚持使用。两种约定都不是“正确的”，因此请选择对您最有意义的一种。但是，值得注意的是，某些外设依赖于GPIO/BCM编号。

在本文中，我们将坚持使用 BOARD 编号。那么，插针实际上是做什么的？

电源插针

让我们从电源插针开始。 Raspberry Pi可以提供5v（引脚2和4）和3.3v（引脚1和17）电源。它还为引脚6、9、14、20、25、30、34和39上的威廉希尔官方网站 提供了接地（GND）。

不幸的是，没有一个答案。 5v电源引脚可以消耗多少电流，这取决于您使用的是什么电源以及与Pi相连的其他组件。 Raspberry Pi 3仅从其电源汲取2.5A的电流，并且需要约750mA的电流才能启动和正常运行。这意味着，如果您使用的是2.5A电源，则5v引脚可提供的最大总电流约为1.7A。令人讨厌的是，这在Pi的模型之间有所不同，如下表所示：

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图片来源：raspberrypi.org

对于大多数用户只是从Pi开始，这不会有问题，但是当您花费更多的时间使用GPIO引脚时，要牢记这一点。

3.3v引脚在最近的Raspberry上更简单一些Pi版本（自B +起）提供的总电流最多为 500mA ，而较旧的型号仅提供了 50mA 。请注意，该电流也将在所有其他GPIO引脚之间共享！

因此这些引脚可以为您的组件提供电源，但这仅是它们的功能。真正有趣的东西来自其余的引脚。

标准GPIO

在上表中，忽略了电源引脚，您会看到其中的一些标记为不同的颜色。绿色引脚是标准GPIO引脚，这些是大多数初学者项目将使用的引脚。这些引脚具有3.3v 输出的能力，在代码中也称为设置引脚 HIGH 。当输出引脚为 LOW 时，这意味着它仅提供0v。

它们也可以采用《最高3.3v的strong》输入，该引脚读为 HIGH 。

请勿提供大于3.3v的引脚：这是油炸Pi的快速方法！

有关在一个简单项目中开始使用GPIO引脚的出色指南，请尝试我们的Raspberry Pi GPIO入门项目。

尽管我们将在本文中介绍一些特殊用途的引脚，但您可以将除电源引脚以及引脚27和28 以外的任何引脚用作常规GPIO引脚。

PWM

PWM（脉冲宽度调制）通过发送短脉冲来控制其接收的功率，从而与电动机，伺服器和LED等组件一起使用。在我们的LED灯带终极指南教程中，我们将它与Arduino一起使用。

在Pi上也可以使用PWM。引脚12（GPIO 18）和引脚35（GPIO 35）具有硬件PWM功能，尽管Pi还可以通过诸如Pigpio之类的库提供软件PWM。

有关PWM所需代码的简介。 ，这个简单的LED亮度教程应该可以帮助您入门。

UART

引脚8和10（GPIO 14和15）是UART引脚，旨在通过串行与Pi进行通信。港口。在某些情况下，您可能需要执行此操作，但是对于大多数初学者而言，通过SSH或使用VNC无头连接到Pi可能会更容易。

如果您对如何串行引脚可以工作，这是一个很棒的入门书。

SPI

SPI（串行外围设备接口总线）是一种与RFID读取器等设备进行通信的方法我们在带有Arduino和RFID的DIY智能锁项目中使用了它。

它允许设备与Raspberry Pi同步通信，这意味着更多数据可以在 master 和从设备设备。如果您曾经为Pi使用过小的触摸屏，那么这就是他们的交流方式。

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图片来源：Gareth Halfacree/flickr.com

Raspberry Pi有多种使用SPI的设备和扩展HAT，它可以为您的项目提供比常规GPIO引脚所能承受的硬件更多的硬件。但是，它确实需要大量的布线才能运行。 Raspberry Pi Foundation网站上有SPI的深入概述。

引脚19、21、23、24、25 和 26 （GPIO 10、9、11、8，GND和GPIO 26）用于连接到SPI器件，它们都是平稳运行所必需的。避免所有意大利面的好方法是购买一个预制扩展，例如Sense HAT，它可以装在您的板上，并为LED矩阵和传感器上的各种阵列提供扩展。几年来一直是它的最爱，甚至在国际空间站上也用于做一些实验！

SPI在Raspbian上没有作为标准启用，但可以在raspi-中启用。

I2C

I2C（内部集成威廉希尔官方网站 ）与SPI类似，但通常认为它更易于设置和使用。它异步通信，并且能够支持所需的任意数量的不同设备，只要它们各自在I2C总线上具有唯一的地址位置即可。由于采用了这种寻址系统，Pi只需要两个I2C引脚-引脚3（GPIO 2）和引脚5（GPIO 3），比SPI使用起来简单得多。

I2C的占地面积小有很多可能性。使用标准的GPIO引脚，设置LCD屏幕和一些按钮几乎可以占用每个引脚，使用I2C设备（例如Adafruit Negative LCD控制器）可以将其降低到只有两个引脚！

Sparkfun有完整的SPI和I2C的概要以及使您入门的示例。

引脚27和28（标记为ID_SD和ID_SC）也是I2C。 Pi用于内部功能，还有一些HAT板。通常，除非您真的知道自己在做什么，否则不要惹他们！

Raspberry Pi：适用于一切的GPIO引脚！

Raspberry Pi是现代计算的瑞士军刀。除了大量的日常使用外，它还使任何人都可以进行自己的出色创作。

责任编辑：wv