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

      try:
         import RPi.GPIO as GPIO
      except RuntimeError:
         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:

      GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
       # or
      GPIO.setmode(GPIO.BCM)
  
 

可以查询使用的哪种编号方法

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

设置一个通道

作为输入

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

作为输出：

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

设置多个通道

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

输入

读取一个GPIO口的值

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

输出

设置一个GPIO口的输出值

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

设置多个通道的输出

      chan_list = [11,12]           # also works with tuples
      GPIO.output(chan_list, GPIO.LOW)   # sets all to GPIO.LOW
      GPIO.output(chan_list, (GPIO.HIGH, GPIO.LOW))
      # 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

      GPIO.cleanup(channel)
      GPIO.cleanup( (channel1, channel2) )
      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

      GPIO.setup(channel, GPIO.IN, pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
       # or
      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

      if GPIO.input(channel):
         print('Input was HIGH')
      else:
         print('Input was LOW')
  
 

在循环中使用轮询来检测按钮是否按下

      while GPIO.input(channel) == GPIO.LOW:
          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

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

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

线程回调

RPi.GPIO运行第二个线程来处理回调函数:

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

多个回调函数:

      def my_callback_one(channel):
         print('Callback one')
      def my_callback_two(channel):
         print('Callback two')
      GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.RISING)
      GPIO.add_event_callback(channel, my_callback_one)
      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：

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

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

设置为高电平输出:

      GPIO.output(12, GPIO.HIGH)
      # or
      GPIO.output(12, 1)
      # or
      GPIO.output(12, True)
  
 

设置低电平输出

      GPIO.output(12, GPIO.LOW)
      # or
      GPIO.output(12, 0)
      # or
      GPIO.output(12, False)
  
 

同时设置多个通道的输出

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

清空

      GPIO.cleanup()
      input()方法可以读取目前通道的输出:
      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:

      import RPi.GPIO as GPIO
      GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
      GPIO.setup(12, GPIO.OUT)
      p = GPIO.PWM(12, 0.5)
      p.start(1)
      input('Press return to stop:')   # use raw_input for Python 2
      p.stop()
      GPIO.cleanup()
      An example to brighten/dim an LED:
      import time
      import RPi.GPIO as GPIO
      GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
      GPIO.setup(12, GPIO.OUT)
      p = GPIO.PWM(12, 50)  # channel=12 frequency=50Hz
      p.start(0)
      try:
         while 1:
             for dc in range(0, 101, 5):
                  p.ChangeDutyCycle(dc)
                  time.sleep(0.1)
             for dc in range(100, -1, -5):
                  p.ChangeDutyCycle(dc)
                  time.sleep(0.1)
      except KeyboardInterrupt:
         pass
      p.stop()
      GPIO.cleanup()
  
 

gpio_function(channel) 
显示一个GPIO口的功能：

      import RPi.GPIO as GPIO
      GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
      func = GPIO.gpio_function(pin)
      #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