树莓派 raspberry pi GPIO python

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brucexiaogui 发表于 2021/12/30 00:28:37 2021/12/30
【摘要】 树莓派 raspberry pi GPIO python RPiGPIO模块基本使用 导入模块引脚编号方式设置一个通道输入输出设置多个通道的输出清空GPIO 输入 上拉或者下拉电阻测试输入轮询中断与边沿检测线程回调开关去抖GPIO 输出 设置RPiGPIO设置为高电平输出设置低电平输出同...
树莓派 raspberry pi GPIO python

1.RPi.GPIO模块基本使用

导入模块

导入 RPi.GPIO 模块:

import RPi.GPIO as GPIO
 

通过下面的代码可以检测导入是否成功


  
  1. try:
  2. import RPi.GPIO as GPIO
  3. except RuntimeError:
  4. print("Error importing RPi.GPIO! This is probably because you need superuser privileges. You can achieve this by using 'sudo' to run your script")

引脚编号方式

RPi.GPIO中有两种引脚的编号方式。第一个是使用电路板编号系统。这指的是在树莓派电路板上P1开头的。使用这个编号系统的优势是,您的硬件将总是工作,不管电路板是哪个版本的。你不需要重新修改代码。 
第二个编号系统是BCM数字。这是一个低水平的工作方式,它指的是电路板引脚的位置号。电路板版本变化时脚本程序需要对应修改。 
必须指定使用哪种:


  
  1. GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
  2. # or
  3. GPIO.setmode(GPIO.BCM)

可以查询使用的哪种编号方法


  
  1. mode = GPIO.getmode()
  2. #输出: GPIO.BOARD, GPIO.BCM or None

设置一个通道

作为输入


  
  1. GPIO.setup(channel, GPIO.IN)
  2. #chanel与使用的编号方式对应

作为输出:


  
  1. GPIO.setup(channel, GPIO.OUT)
  2. GPIO.setup(channel, GPIO.OUT, initial=GPIO.HIGH)

设置多个通道


  
  1. chan_list = [11,12] # add as many channels as you want!
  2. GPIO.setup(chan_list, GPIO.OUT)

输入

读取一个GPIO口的值


  
  1. GPIO.input(channel)
  2. #返回:0 / GPIO.LOW / False or 1 / GPIO.HIGH / True.

输出

设置一个GPIO口的输出值


  
  1. GPIO.output(channel, state)
  2. #State 可以是 0 / GPIO.LOW / False or 1 / GPIO.HIGH / True.

设置多个通道的输出


  
  1. chan_list = [11,12] # also works with tuples
  2. GPIO.output(chan_list, GPIO.LOW) # sets all to GPIO.LOW
  3. GPIO.output(chan_list, (GPIO.HIGH, GPIO.LOW))
  4. # sets first HIGH and second LOW

清空

在程序的末尾可以加上

GPIO.cleanup()
 

如果想清理特定的通道


  
  1. GPIO.cleanup(channel)
  2. GPIO.cleanup( (channel1, channel2) )
  3. GPIO.cleanup( [channel1, channel2] )

2.GPIO 输入

要得到GPIO输入到你的程序的几种方法。第一个和最简单的方法是在时间点上检查输入值。这被称为“轮询”,如果你的程序在错误的时间读取值,可能会错过一个输入。轮询是在循环中进行的。另外一种方法来响应一个GPIO输入是使用“中断”(边沿检测)。边沿是由高到低(下降沿)或低到高(上升沿)的过渡的名称。

上拉或者下拉电阻

如果您没有连接到任何硬件的输入引脚,它将’浮动’。换句话说,读取的值是未定义的,因为它没有连接到任何事情,直到你按一个按钮或开关。由于受电干扰,它的值可能会改变。 
为了实现这一点,我们使用了上拉或下拉电阻。以这种方式,可以设置输入的默认值。在硬件和软件上有上拉/下拉电阻是可能的。在硬件上,在输入通道和3.3V(上拉)之间的或0V(下拉)使用10K电阻是常用的。通过rpi.gpio模块配置GPIO口可以实现同样的功能


  
  1. GPIO.setup(channel, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
  2. # or
  3. GPIO.setup(channel, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN)

测试输入(轮询)

可以在一个时间点查看输入


  
  1. if GPIO.input(channel):
  2. print('Input was HIGH')
  3. else:
  4. print('Input was LOW')

在循环中使用轮询来检测按钮是否按下


  
  1. while GPIO.input(channel) == GPIO.LOW:
  2. time.sleep(0.01) # wait 10 ms to give CPU chance to do other things

中断与边沿检测

边沿是电信号从低到高(上升沿)或从高到低(下降沿)的改变。这种改是一种事件,为了使程序在运行的过程中检测到按钮按下这样的事件: 
• wait_for_edge() 
• event_detected() 
• 另外一个线程的回调方法 
wait_for_edge()方法不会执行,只到检测到边沿,检测按钮按下也可以写成:

GPIO.wait_for_edge(channel, GPIO.RISING)
 

这种检测边沿( GPIO.RISING, GPIO.FALLING or GPIO.BOTH)的优势是使用CPU的资源很少 
可以加一个timeout参数


  
  1. #wait for up to 5 seconds for a rising edge (timeout is in milliseconds)
  2. channel = GPIO.wait_for_edge(channel, GPIO_RISING, timeout=5000)
  3. if channel is None:
  4. print('Timeout occurred')
  5. else:
  6. print('Edge detected on channel', channel)

event_detected()方法是用在循环事件中,在Pygame或PyQt这种存在一个主循环监听GUI时非常有用.


  
  1. GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.RISING) # add rising edge detection on a channel
  2. do_something()
  3. if GPIO.event_detected(channel):
  4. print('Button pressed')

线程回调

RPi.GPIO运行第二个线程来处理回调函数:


  
  1. def my_callback(channel):
  2. print('This is a edge event callback function!')
  3. print('Edge detected on channel %s'%channel)
  4. print('This is run in a different thread to your main program')
  5. GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.RISING, callback=my_callback) # add rising edge detection on a channel
  6. ...the rest of your program...

多个回调函数:


  
  1. def my_callback_one(channel):
  2. print('Callback one')
  3. def my_callback_two(channel):
  4. print('Callback two')
  5. GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.RISING)
  6. GPIO.add_event_callback(channel, my_callback_one)
  7. GPIO.add_event_callback(channel, my_callback_two)

这里的回调函数是按顺序运行的,不是同时运行的,因为只有一个进程(process)在运行

开关去抖

开关在按下的过程中回调函数会执行多次,这是因为开关按下的过程中由于抖动产生多个边沿的原因,下面的方法可以解决这个问题: 
• 增加一个0.1uF的电容与开关串接 
• 软件去抖 
• 结合上述两种方法 
在程序中增加一个bouncetime参数可以现实去抖:


  
  1. # add rising edge detection on a channel, ignoring further edges for 200ms for switch bounce handling
  2. GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.RISING, callback=my_callback, bouncetime=200)
  3. or
  4. GPIO.add_event_callback(channel, my_callback, bouncetime=200)

移除事件监听

GPIO.remove_event_detect(channel)
 

3.GPIO 输出

设置RPi.GPIO


  
  1. import RPi.GPIO as GPIO
  2. GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
  3. GPIO.setup(12, GPIO.OUT)

设置为高电平输出:


  
  1. GPIO.output(12, GPIO.HIGH)
  2. # or
  3. GPIO.output(12, 1)
  4. # or
  5. GPIO.output(12, True)

设置低电平输出


  
  1. GPIO.output(12, GPIO.LOW)
  2. # or
  3. GPIO.output(12, 0)
  4. # or
  5. GPIO.output(12, False)

同时设置多个通道的输出


  
  1. chan_list = (11,12)
  2. GPIO.output(chan_list, GPIO.LOW) # all LOW
  3. GPIO.output(chan_list, (GPIO.HIGH,GPIO.LOW)) # first LOW, second HIGH

清空


  
  1. GPIO.cleanup()
  2. input()方法可以读取目前通道的输出:
  3. GPIO.output(12, not GPIO.input(12))

4.PWM(脉冲宽度调制)

创建PWM 实例

p = GPIO.PWM(channel, frequency)
 

启动PWM

p.start(dc)   # where dc is the duty cycle (0.0 <= dc <= 100.0)
 

改变频率

p.ChangeFrequency(freq)   # where freq is the new frequency in Hz
 

改变占空比

p.ChangeDutyCycle(dc)  # where 0.0 <= dc <= 100.0
 

停止PWM

p.stop()
 

变量P超出范围时PWM也会停止.

LED每两秒闪烁一次:


  
  1. import RPi.GPIO as GPIO
  2. GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
  3. GPIO.setup(12, GPIO.OUT)
  4. p = GPIO.PWM(12, 0.5)
  5. p.start(1)
  6. input('Press return to stop:') # use raw_input for Python 2
  7. p.stop()
  8. GPIO.cleanup()
  9. An example to brighten/dim an LED:
  10. import time
  11. import RPi.GPIO as GPIO
  12. GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
  13. GPIO.setup(12, GPIO.OUT)
  14. p = GPIO.PWM(12, 50) # channel=12 frequency=50Hz
  15. p.start(0)
  16. try:
  17. while 1:
  18. for dc in range(0, 101, 5):
  19. p.ChangeDutyCycle(dc)
  20. time.sleep(0.1)
  21. for dc in range(100, -1, -5):
  22. p.ChangeDutyCycle(dc)
  23. time.sleep(0.1)
  24. except KeyboardInterrupt:
  25. pass
  26. p.stop()
  27. GPIO.cleanup()

gpio_function(channel) 
显示一个GPIO口的功能:


  
  1. import RPi.GPIO as GPIO
  2. GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
  3. func = GPIO.gpio_function(pin)
  4. #返回值:GPIO.IN, GPIO.OUT, GPIO.SPI, GPIO.I2C, GPIO.HARD_PWM, GPIO.SERIAL, GPIO.UNKNOWN

转载:https://blog.csdn.net/u013509777/article/details/51048955

参考https://sourceforge.net/p/raspberry-gpio-python/wiki/Home/

文章来源: brucelong.blog.csdn.net,作者:Bruce小鬼,版权归原作者所有,如需转载,请联系作者。

原文链接:brucelong.blog.csdn.net/article/details/80300680

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