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RaspberyPi 4B RPi库编程

news 2025/9/12 12:20:28

RaspberyPi 4B RPi库编程

Raspberry PI 4B 引脚图
RPi.GPIO模块简述
RPi.GPIO模块示例
- output输出
- input 输入
- PWM模块
- 阻塞等待
- 事件回调
运行环境

Raspberry PI 4B 引脚图

在这里插入图片描述

树莓派实验室

RPi.GPIO模块简述

在这里插入图片描述

导入模块：

import RPi.GPIO as GPIO
或检查是否导入成功
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”)
调用示例：
- GPIO.getmode()
- GPIO.setmode(GPIO.BCM)
- GPIO.setup(4, GPIO.OUT)
- GPIO.setup(4, GPIO.IN, GPIO.PUD_UP, False)
- GPIO.cleanup(4) or GPIO.cleanup()

模块函数：

getmode()：
- 功能：返回当前GPIO引脚编号方式
- 返回值：BOARD 或 BCM
setmode(new_mode):
- 功能：设置GPIO引脚编号方式
- 参数：BOARD 或 BCM
setup(chanlist, direction, pull_up_down=20, initial=None)：
- 功能：设置GPIO
- 参数：
  - chanlist : GPIO编号，列表方式可以设置多个引脚如，leds=[17， 27， 22]
  - direction: GPIO方向，OUT输出，IN输入
  - pull_up_down：上下拉，PUD_OFF禁止，PUD_DOWN使能下拉，PUD_UP使能上拉。（仅输入模式可用！）
  - initial：初始状态 False或True
cleanup(chanlist=None)：
- 功能：清除GPIO设置
- 参数：
  - chanlist：可选，不填写或None清除所有GPIO设置。填入一个GPIO编号或列表清除指定的1个或列表定义的多个GPIO设置。
input(channel):
- 功能：读取指定GPIO的电平状态（GPIO必须设置为IN模式）
- 参数：
  - channel ：引脚编号
- 返回：IO电平状态值
output(channel, value)：
- 功能：写入指定GPIO的电平值
- 参数：
  - channel ：引脚编号
  - value: LOW 或 HIGH
gpio_function(channel):
- 功能：获取GPIO当前功能模式
- 返回：当前功能模式(IN/OUT/SERIAL/SPI/I2C/HARD_PWM)其中一个的值，注意返回的是对应功能的数值！
- 参数：
  - channel ：引脚编号
wait_for_edge(channel, edge, bouncetime=None, timeout=None)：
- 功能：阻塞等待（注意调用之后会一直阻塞在这里后面的代码不会继续执行，直到触发条件发生或设置的超时时间到才会继续执行后面的代码）
- 参数：
  - channel ：引脚编号
  - edge：触发沿，RISING上升沿，FALLING下降沿，BOTH双沿
  - bouncetime：去抖时间，单位毫秒
  - timeout: 等待超时时间，单位毫秒
add_event_detect(channel, edge, callback=None, bouncetime=None)：
- 功能：添加事件探测（非阻塞方式，条件满足触发调用callback函数）
- 参数：
  - channel ：引脚编号
  - edge：触发沿，RISING上升沿，FALLING下降沿，BOTH双沿
  - bouncetime：去抖时间，单位毫秒
event_detected(channel)：
- 功能：删除事件检测，如果自上次查询该指定通道（channel）以来，有边缘信号（edge）（即引脚电平的上升沿 RISING 或下降沿 FALLING）发生，则该函数返回 True。如果没有边缘信号发生，则返回 False。
- 参数：
  - channel ：引脚编号
add_event_callback(channel, callback)：
- 功能：添加事件回调函数（一个事件可以添加多个回调函数）
- 参数：
  - channel ：引脚编号
  - callback：回调函数
remove_event_detect(channel)：
- 功能：移除后台事件检测
- 参数：
  - channel ：引脚编号
sleep(…)：
- 功能：延时，很少用一般用time模块的sleep函数
- 参数：
  - seconds: 延时时间，单位秒。
setwarnings(value)：
- 功能：设置使能或禁止警告
- 参数：
  - value: False禁止，True使能

模块属性：

BOARD:GPIO引脚BOARD编码方式
BCM:GPIO引脚BCM编码方式
RISING:中断上升沿触发
FALLING:中断下降沿触发
BOTH:中断双沿（上升沿/下降沿）触发
OUT:GPIO输出模式
IN:GPIO输入模式
PUD_OFF:禁止上下拉
PUD_DOWN:使能下拉
PUD_UP:使能上拉
LOW:GPIO低电平
HIGH:GPIO高电平
SERIAL:串口接口
SPI:SPI接口
I2C:I2C接口
HARD_PWM:硬件PWM
RPI_INFO:版本信息
RPI_REVISION:修订版本
UNKNOWN:未知
VERSION:版本
模块PWM类
- PWM(channel, frequency)：
  - 功能: 创建PWM实例
  - 返回：PWM实例
  - 参数：
    - channel ：引脚编号
    - frequency ：PWM频率值，单位Hz
- ChangeDutyCycle(self, dc)：
  - 功能：改变占空比
  - 参数：
    - dc: 占空比，取值范围0~100
- ChangeFrequency(self, frequency)：
  - 功能：改变PWM频率
  - 参数：
    - frequency：PWM频率值，单位Hz
- start(self, dc):
  - 功能：启动PWM
  - 参数：
    - dc: 占空比，取值范围0~100
- stop(self)
  - 功能：停止PWM输出

RPi.GPIO模块示例

output输出

控制RGB三色灯

import RPi.GPIO as GPIO
import timeLEDR = 17
LEDG = 27
LEDB = 22GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
#GPIO.setmode(GPIO.BOARD)GPIO.setup(LEDR, GPIO.OUT, initial=False)
GPIO.setup(LEDG, GPIO.OUT, initial=False)
GPIO.setup(LEDB, GPIO.OUT, initial=False)GPIO.output(LEDR, GPIO.LOW)
GPIO.output(LEDG, GPIO.HIGH)
GPIO.output(LEDB, GPIO.LOW)
time.sleep(2.5)GPIO.output(LEDR, GPIO.LOW)
GPIO.output(LEDG, GPIO.LOW)
GPIO.output(LEDB, GPIO.HIGH)
time.sleep(2.5)GPIO.cleanup(LEDS)
# 或 GPIO.cleanup()

列表方式控制多个GPIO

import RPi.GPIO as GPIO
import timeLEDS = [17, 27, 22]GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(LEDS, GPIO.OUT, initial=True)GPIO.output(LEDS, GPIO.LOW)
GPIO.output(LEDS, (GPIO.HIGH, GPIO.LOW, GPIO.LOW))time.sleep(5)#GPIO.cleanup()
GPIO.cleanup(LEDS)

input 输入

import RPi.GPIO as GPIO
import timeKEY1 = 20
KEY2 = 21LED1 = 17
LED2 = 27GPIO.setmode(GPIO.BCM)GPIO.setup(KEY1, GPIO.IN, GPIO.PUD_UP)
GPIO.setup(KEY2, GPIO.IN, GPIO.PUD_UP)print(GPIO.gpio_function(KEY1))
print(GPIO.gpio_function(LED1))GPIO.setup(LED1, GPIO.OUT)
GPIO.setup(LED2, GPIO.OUT)while True:k1 = GPIO.input(KEY1)k2 = GPIO.input(KEY2)GPIO.output(LED1, k1)GPIO.output(LED2, k2)time.sleep(0.1)

PWM模块

import RPi.GPIO as GPIO
import timeGPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(15,GPIO.OUT, initial=True)pwm = GPIO.PWM(15, 1000)pwm.start(0) # 0~100
pwm.ChangeFrequency(2000) # frequency* (in Hz).
time.sleep(1)pwm.ChangeDutyCycle(25) # duty-cycle (which must be between 0 and 100) given by *dc*.
time.sleep(1)
pwm.ChangeDutyCycle(50)
time.sleep(1)
pwm.ChangeDutyCycle(75)
time.sleep(1)pwm.stop()
GPIO.cleanup()

阻塞等待

阻塞等待一直等待

import RPi.GPIO as GPIO
import timeGPIO.setmode(GPIO.BCM)GPIO.setup(20, GPIO.IN, GPIO.PUD_UP)print('Waitting .....')
GPIO.wait_for_edge(20, GPIO.RISING)
print('Rising Edge Come.')#GPIO.wait_for_edge(20, GPIO.FALLING)
#print('Falling Edge Come.')#GPIO.wait_for_edge(20, GPIO.BOTH)
#print('Both Edge Come.')while True:print('running ...')time.sleep(1)GPIO.cleanup(20)

阻塞等待-增加去抖时间

import RPi.GPIO as GPIO
import timeGPIO.setmode(GPIO.BCM)GPIO.setup(20, GPIO.IN, GPIO.PUD_UP)print('wait for edge...')
GPIO.wait_for_edge(20, GPIO.FALLING, bouncetime=200)
print("wait end.")while True:print("Running...")time.sleep(2.5)

阻塞等待-设置超时

import RPi.GPIO as GPIO
import timeGPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(20, GPIO.IN, GPIO.PUD_UP)print('wait for edge...')
GPIO.wait_for_edge(20, GPIO.RISING, bouncetime=200, timeout=5000)
print('wait end.')while True:print('Running...')time.sleep(1)

事件回调

import RPi.GPIO as GPIO
import timeGPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(20, GPIO.IN, GPIO.PUD_UP)def callback_one(channel):print('Callback One')def callback_two(channel):print('Callback Two')GPIO.add_event_detect(20, GPIO.FALLING)
GPIO.add_event_callback(20, callback_one)
GPIO.add_event_callback(20, callback_two)while True:print(' Running...')time.sleep(1)
GPIO.cleanup()

事件检测-双沿触发-判断GPIO电平值

import RPi.GPIO as GPIO
import timeGPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(20, GPIO.IN, GPIO.PUD_UP)def callback_one(channel):val = GPIO.input(channel)print('callback_one value:' , val)def callback_two(channel):val = GPIO.input(channel)print('callback_two value:' , val)GPIO.add_event_detect(20, GPIO.BOTH, bouncetime=100)GPIO.add_event_callback(20, callback_one)
GPIO.add_event_callback(20, callback_two)while True:print('Running...')time.sleep(3)GPIO.event_detected(20)
GPIO.cleanup()