GPIO模块常用的一些方法

官方文档：https://sourceforge.net/p/raspberry-gpio-python/wiki/BasicUsage/

https://blog.csdn.net/fhqlongteng/article/details/80395059

1.python和gpio的安装

2.引入GPIO模块

3.警告信息

4.编号规则

5.设置通道

6.输入

7. 上拉、下拉电阻

8.中断和边缘检测

9.输出

10.PWM脉冲调解

11.GPIO恢复默认

1.python和gpio的安装

首先安装python和pip模块，然后执行sudo pip install rpi.gpio安装gpio模块

2.引入GPIO模块

可以用下面的代码导入RPi.GPIO模块

import RPi.CPIO as GPIO

3.警告信息

如果RPi.GRIO检测到一个引脚已经被设置成了非默认值，那么你将看到一个警告信息。你可以通过下列代码禁用警告：

GPIO.setwarnings(False)

4.编号规则

可以使用下列代码（强制的）指定一种编号规则：

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

注意：在RPI.GPIO中，同时支持树莓派上的两种GPIO引脚编号。第一种编号是BOARD编号，这和树莓派电路板上的物理引脚编号相对应。使用这种编号的好处是，你的硬件将是一直可以使用，不用担心树莓派的版本问题（电路板升级后，不需要重写代码）。第二种编号是BCM规则，是更底层的工作方式，它和Broadcom的片上系统中信道编号相对应，在使用一个引脚时，你需要查找信道号和物理引脚编号之间的对应规则，对于不同的树莓派版本，编写的脚本文件也可能是无法通用的。

下面代码将返回被设置的编号规则

GPIO.getmode()

5.设置通道

需要设置输入或输出的每个通道（引脚的编号），将通道配置为输入：

GPIO.setup(channel,GPIO.IN)

要将通道设置为输出：

GPIO.setup(channel,GPIO.OUT)

还可以为输入通道指定一个初始值：

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

设置多个通道：

chan_list = [channel1, channel2]
GPIO.setup(chan_list, GPIO.OUT)

6.输入

读取GPIO引脚的值

GPIO.input(channel)

结果返回0/GPIO.LOW/False 或 1/GPIO.HIGH/True

7. 上拉、下拉电阻

如果您在输入针脚上没有连接任何元件，那么它将是“浮动（float）”的。换句话说，因为您没有连接任何元件，在按下按钮或开关之前，读取的值是没有意义的。由于电源的波动，获取到的值可能会有很大的变化。

为了解决这个问题，我们需要使用上拉/下拉电阻。这样，我们就可设定输入的默认值了。在这里，可以使用硬件或软件对电阻进行上拉/下拉。使用硬件方式，将一个 10K 的电阻连接在输入通道与 3.3V（上拉）或 0V（下拉）之间是常用的做法。而 RPi.GPIO 也允许您通过软件的方式对配置 Broadcom SOC 来达到目的：

GPIO.setup(channel, GPIO.IN,pull_up_down=GPIO.PUD_UP)
#或者
GPIO.setup(channel, GPIO.IN,pull_up_down=GPIO.PUD.DOWN)

8.中断和边缘检测

边沿是电信号从低电平变为高电平（上升沿）或从高电平变为低电平（下降沿）的状态变化。很多时候，我们更关心输入状态的变化而非值。这种状态变化是一个事件。

为了避免程序忙于做其他事情时按下按钮，有两种方法可以解决这个问题。

（1）wait_for_edge( )函数

wait_for_edge（）函数用于阻止程序的执行，直到检测到边缘。用于检测到边沿之前阻止程序运行

GPIO.wait_for_edge(channel, GPIO.RISING)

例子：

channel = GPIO.wait_for_edge(channel, GPIO_RISING, timeout=5000)
if channel is None:print('timeout occurred')
else: print('edge detected on channel'，channel)#延时5秒，如果超时，程序继续执行，如果没有超时将继续等待

（2）event_detected（）函数

event_detected（）函数设计用于与其他工作一起循环使用，但与轮询不同，在CPU忙于处理其他事情时，不会错过输入状态的变化。

多用在PyQt上

例子：

GPIO.add_event_detect(channel,GPIO.RISING)
do_something()
if GPIO.event_detected(channel):print('button pressed')#add_event_detect()多用于循环状态，并且不会错过循环中输入状态的改变

（3）threaded回调

RPi.GPIO为回调函数运行第二个线程。这意味着回调函数可以与主程序同时运行，并立即响应边缘事件。例如：

#回调函数def my_callback(channel):print("这是回调函数",channel)

#主程序监听回调函数GPIO.add_event_detect(channel, GPIO.RISING,callback=my_callback)

如果需要多个回调函数

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)

注意：在多个回调函数情况下，回调函数是按顺序运行的，而不是同时运行。这是因为只有一个线程用于回调，每个回调都按照定义的顺序运行

（4）开关抖动

每次按下按钮都会多次调用回调。这是所谓的“开关抖动”的结果。处理抖动有两种方法：

- 在开关输入脚上添加一个0.1uF的电容

- 软件除去抖动

这里使用软件去除抖动，要使用软件去抖动，请将bouncetime =参数添加到指定回调函数的函数中。抖动时间应以毫秒为单位指定。例如：

#在通道上添加上升沿检测
GPIO.add_event_detect(cahnnel,GPIO.RISING,callback=my_callback, bouncetime=200)

（5）删除时间检测

如果由于某种原因，您的程序不再希望检测边缘事件，则可以删除它们：

GPIO.remove_event_detect(channel)

9.输出

（1）设置GPIO引脚的输出状态

GPIO.output(channel,state)

（其中通道是基于您指定的编号系统（BOARD或BCM）的通道编号）。

状态可以是0 / GPIO.LOW / False或1 / GPIO.HIGH / True。

#设置输出高电平
GPIO.output(12,GPIO.HIGH)
# or
GPIO.output(12,1)
GPIO.output(12,True)#设置输出低电平
GPIO.output(12,GPIO.LOW)
# or
GPIO.output(12,0)
GPIO.output(12,False)

（2）输出到几个通道

#可以设置输出多个通道chan_list = [11,12]
GPIO.output(chan_list,GPIO.LOW) #设置11,12为低电平
GPIO.output(chan_list,(GPIO.HIGH,GPIO.LOW))#设置11为高电平，12为低电平

10.PWM脉冲调解

PWM这个多用在控制电机上，特别是对我们做树莓派小车对小车的控制上有很大的帮助

常用的方法

#1.创建PWM实例
pwm=GPIO.PWM(pin,frequence)
#2.启动PWM  dc值（0.0<dc<100.0）
pwm.start(dc)
#3.改变PWM频率
pwm.ChangeFrequence(freq)
#4.改变PWM的占空比0.0<dc<100.0
pwm.ChangeDutyCycle(dc)
#5.停止pwm
pwm.stop()

例1：使LED每两秒闪烁一次的示例

import RPI.GPIO AS GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(12,GPIO.OUT)p=GPIO.PWM(12,0.5)
P.start(1)
input('点击回车停止：')
p.stop()
GPIO.cleanup()

例2：

import time
import RPi.GPIO as GPIO
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(12, GPIO.OUT)p = GPIO.PWM(12, 50)  # 通道为 12 频率为 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()

11.GPIO恢复默认

在程序的末尾，清理您可能使用的任何资源是一种很好的做法。过将您用过的所使用的通道返回到到无上拉/下拉输入的状态，这样可以避免短接GPIO引脚来导致意外损坏您的树莓派。

GPIO.cleanup()

可能不希望清理每个通道，而留下一些

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