控制GPIO編程

　　想用python來控制GPIO，最便捷的辦法就是使用一些python類庫，比如樹莓派系統本身集成的RPi.GPIO。本文詳細介紹如何使用RPi.GPIO來控制GPIO。

　　導入RPi.GPIO模塊

　　可以用下面的代碼導入RPi.GPIO模塊。

　　importRPi.GPIOasGPIO

　　引入之后，就可以使用GPIO模塊的函數了。如果你想檢查模塊是否引入成功，也可以這樣寫：

　　try：

　　importRPi.GPIOasGPIO

　　exceptRuntimeError：

　　print（“引入錯誤”）

　　針腳編號

　　在RPi.GPIO中，同時支持樹莓派上的兩種GPIO引腳編號。第一種編號是BOARD編號，這和樹莓派電路板上的物理引腳編號相對應。使用這種編號的好處是，你的硬件將是一直可以使用的，不用擔心樹莓派的版本問題。因此，在電路板升級后，你不需要重寫連接器或代碼。

　　第二種編號是BCM規則，是更底層的工作方式，它和Broadcom的片上系統中信道編號相對應。在使用一個引腳時，你需要查找信道號和物理引腳編號之間的對應規則。對于不同的樹莓派版本，編寫的腳本文件也可能是無法通用的。

　　你可以使用下列代碼（強制的）指定一種編號規則：

　　GPIO.setmode（GPIO.BOARD）

　　#or

　　GPIO.setmode（GPIO.BCM）

　　下面代碼將返回被設置的編號規則

　　mode=GPIO.getmode（）

　　警告

　　如果RPi.GRIO檢測到一個引腳已經被設置成了非默認值，那么你將看到一個警告信息。你可以通過下列代碼禁用警告：

　　GPIO.setwarnings（False）

　　引腳設置

　　在使用一個引腳前，你需要設置這些引腳作為輸入還是輸出。配置一個引腳的代碼如下：

　　#將引腳設置為輸入模式

　　GPIO.setup（channel，GPIO.IN）

　　#將引腳設置為輸出模式

　　GPIO.setup（channel，GPIO.OUT）

　　#為輸出的引腳設置默認值

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

　　釋放

　　一般來說，程序到達最后都需要釋放資源，這個好習慣可以避免偶然損壞樹莓派。釋放腳本中的使用的引腳：

　　GPIO.cleanup（）

　　注意，GPIO.cleanup（）只會釋放掉腳本中使用的GPIO引腳，并會清除設置的引腳編號規則。

　　輸出

　　要想點亮一個LED燈，或者驅動某個設備，都需要給電流和電壓他們，這個步驟也很簡單，設置引腳的輸出狀態就可以了，代碼如下：

　　GPIO.output（channel，state）

　　狀態可以設置為0/GPIO.LOW/False/1/GPIO.HIGH/True。如果編碼規則為，GPIO.BOARD，那么channel就是對應引腳的數字。

　　如果想一次性設置多個引腳，可使用下面的代碼：

　　chan_list=［11，12］

　　GPIO.output（chan_list，GPIO.LOW）

　　GPIO.output（chan_list，（GPIO.HIGH，GPIO.LOW））

　　你還可以使用Input（）函數讀取一個輸出引腳的狀態并將其作為輸出值，例如：

　　GPIO.output（12，notGPIO.input（12））

　　讀取

　　我們也常常需要讀取引腳的輸入狀態，獲取引腳輸入狀態如下代碼：

　　GPIO.input（channel）

　　低電平返回0/GPIO.LOW/False，高電平返回1/GPIO.HIGH/True。

　　如果輸入引腳處于懸空狀態，引腳的值將是漂動的。換句話說，讀取到的值是未知的，因為它并沒有被連接到任何的信號上，直到按下一個按鈕或開關。由于干擾的影響，輸入的值可能會反復的變化。使用如下代碼可以解決問題：

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

　　#or

　　GPIO.setup（channel，GPIO.IN，pull_up_down=GPIO.PUD_DOWN）

　　需要注意的是，上面的讀取代碼只是獲取當前一瞬間的引腳輸入信號。

　　如果需要實時監控引腳的狀態變化，可以有兩種辦法。最簡單原始的方式是每隔一段時間檢查輸入的信號值，這種方式被稱為輪詢。如果你的程序讀取的時機錯誤，則很可能會丟失輸入信號。輪詢是在循環中執行的，這種方式比較占用處理器資源。另一種響應GPIO輸入的方式是使用中斷（邊緣檢測），這里的邊緣是指信號從高到低的變換（下降沿）或從低到高的變換（上升沿）。

　　輪詢方式

　　whileGPIO.input（channel）==GPIO.LOW：

　　time.sleep（0.01）#wait10mstogiveCPUchancetodootherthings

　　邊緣檢測

　　邊緣是指信號狀態的改變，從低到高（上升沿）或從高到低（下降沿）。通常情況下，我們更關心于輸入狀態的該邊而不是輸入信號的值。這種狀態的該邊被稱為事件。先介紹兩個函數：

　　wait_for_edge（）函數。wait_for_edge（）被用于阻止程序的繼續執行，直到檢測到一個邊沿。也就是說，上文中等待按鈕按下的實例可以改寫為：channel=GPIO.wait_for_edge（channel，GPIO_RISING，timeout=5000）

　　ifchannelisNone：

　　print（‘Timeoutoccurred’）

　　else：

　　print（‘Edgedetectedonchannel’，channel）

　　add_event_detect（）函數該函數對一個引腳進行監聽，一旦引腳輸入狀態發生了改變，調用event_detected（）函數會返回true，如下代碼：GPIO.add_event_detect（channel，GPIO.RISING）#addrisingedgedetectiononachannel

　　do_something（）

　　//下面的代碼放在一個線程循環執行。

　　ifGPIO.event_detected（channel）：

　　print（‘Buttonpressed’）

　　上面的代碼需要自己新建一個線程去循環檢測event_detected（）的值，還算是比較麻煩的。

　　不過可采用另一種辦法輕松檢測狀態，這種方式是直接傳入一個回調函數：

　　defmy_callback（channel）：

　　print（‘Thisisaedgeeventcallbackfunction！’）

　　print（‘Edgedetectedonchannel%s’%channel）

　　print（‘Thisisruninadifferentthreadtoyourmainprogram’）

　　GPIO.add_event_detect（channel，GPIO.RISING，callback=my_callback）

　　如果你想設置多個回調函數，可以這樣：

　　defmy_callback_one（channel）：

　　print（‘Callbackone’）

　　defmy_callback_two（channel）：

　　print（‘Callbacktwo’）

　　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：回調觸發時，并不會同時執行回調函數，而是根據設置的順序調用它們。