Python 控制树莓派 GPIO 输出：控制 LED 灯

树莓派 GPIO 控制输出的入门应该都是从控制 LED 灯开始的吧。

 

树莓派版本：Model 3B+

树莓派系统：Raspbian Stretch with desktop and recommended software，April 2019

连接装置

准备一个 LED 灯，两个两头都为母的杜邦线。对照下图连接树莓派和 LED 灯，要求一个是地线（GND）连接灯的负极，一个有 GPIO + BCM 编号连接正极。我选择了 pin 号为 6 和 12 的两个引脚。你也可以选择别的，记得将之后的代码中 BCM 编号修改正确

 

在断电状态下连接。连接好的如下图，我的 LED 灯有正负极的提示，图中所示红色箭头指向的是正极，蓝色箭头是负极。如果你的 LED 灯是最简单的那种，长引脚就是正极，短的负极。

树莓派开机。

安装 RPI.GPIO

我装的树莓派系统已经满足所需要的环境，不需要额外下载。

你可以测试是否已经有该模块，在终端打开 Python3，然后尝试导入库： import RPi.GPIO as GPIO 。如果没有出现error，就表示已经有了，可以直接跳到下一步。

如果出现错误，则执行以下命令：

sudo apt-get update
sudo apt-get install python3-rpi.gpio

测试 GPIO

按下图所示依次输入命令，观察。

GPIO.setmode() 有两种参数可以选择：可以使用 GPIO.BOARD 选项告诉库根据 GPIO 接口的引脚号引用信号，或者使用 Broadcom 芯片的信号编号（ GPIO.setmode(GPIO.BCM) ）。

在选择了模式之后，需要确定在程序中使用哪一个 GPIO 信号以及将家门用来作为输入还是输出：GPIO.setup(channel, direction)。我给的例子里是 GPIO.setup(18, GPIO.OUT) 。

后面两个命令控制灯的开关： GPIO.output(18, GPIO.HIGH) 和 GPIO.output(18, GPIO.LOW) 。

 GPIO.cleanup() 用于重置 GPIO 接口，它把所有的 GPIO 引脚设置为低电平状态，所以没有多余的信号出现在界面上。在不使用改函数的情况下，如果试图配置一个已分配信号值的 GPIO 信号引脚，那么 RPi.GPIO 模块会产生一条警告信息。

闪烁 LED

然后我在树莓派上编写了下面这个代码让 LED 灯闪烁五次，保存在 Desktop，命名为 led.py。

#!/usr/bin/python3

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(18, GPIO.OUT)
GPIO.output(18, GPIO.LOW)
blinks = 0
print('开始闪烁')
while (blinks < 5):
    GPIO.output(18, GPIO.HIGH)
    time.sleep(1.0)
    GPIO.output(18, GPIO.LOW)
    time.sleep(1.0)
    blinks = blinks + 1
GPIO.output(18, GPIO.LOW)
GPIO.cleanup()
print('结束闪烁')

 

演示结果：

 

也可以以通过 PWM 信号来达到让灯闪烁的效果。

#!/usr/bin/python3

import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(18, GPIO.OUT)
blink = GPIO.PWM(18, 1)
try:
    blink.start(50)
    while True:
        pass
except KeyboardInterrupt:
    blink.stop()
GPIO.cleanup()

start() 方法指定了占空比（从 1 到 100）。在开始 PWM 信号后，程序就可以解放出来做其他事情了。GPIO 18 会持续发送 PWM 信号，直到停止它。 blink = GPIO.PWM(18, 1) 指定了 PWM 信号以 1HZ 的频率发送，灯 1 秒闪烁一次。按 Control + C 中止闪烁。

参考资料

《树莓派Python编程 入门与实战（第2版）》，人民邮电出版社