概述

正如我在使用Raspberry Pi和Python項(xiàng)目的如何使LED閃爍中所提到的，Raspberry Pi的GPIO引腳是一個(gè)重要特性，因?yàn)樗鼈兪筊aspberry Pi能夠與LED，電機(jī)，按鈕等外部物理組件接口。 。

GPIO引腳或通用輸入引腳，顧名思義，可以配置為輸出引腳或輸入引腳。

如果設(shè)置為輸出引腳，就像LED閃爍教程一樣，GPIO引腳驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備就像LED一樣。相反，如果GPIO引腳配置為輸入引腳，它將在此方案中讀取外部設(shè)備（如按鈕）的輸入數(shù)據(jù)。

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Raspberry Pi的GPIO作為輸入

從上面的陳述中可以清楚地看出，如果Raspberry Pi想要從外部器件讀取值，則必須將相應(yīng)的GPIO引腳聲明為輸入引腳。

但是當(dāng)Raspberry Pi的GPIO引腳被聲明為輸入時(shí)，它必須“綁定”為高或低，否則稱為浮動(dòng)輸入引腳。浮動(dòng)輸入是一個(gè)定義為輸入且保持原樣的引腳。

任何數(shù)字輸入引腳都非常敏感，即使是最輕微的變化也會(huì)捕捉到雜散手指，面包板，空氣等電容。

為了避免這種情況，必須借助上拉或拉電極將數(shù)字輸入引腳連接到VCC或GND - 下拉電阻。

下圖顯示了在上拉和下拉電阻的幫助下，輸入拉高和拉低。在上拉的情況下，輸入將始終為高電平，按下按鈕時(shí)，輸入將為低電平。

相反，當(dāng)輸入引腳被拉下時(shí)，它將始終讀為低電平，當(dāng)按下該按鈕時(shí)，它將讀為高電平。

這種類型的設(shè)置確保您可以從開(kāi)關(guān)或按鈕獲取可靠的讀數(shù)。確保引腳未設(shè)置為輸出并拉高或拉低，因?yàn)榭赡軙?huì)嚴(yán)重?fù)p壞引腳。

按鈕基礎(chǔ)

按鈕是最簡(jiǎn)單的設(shè)備，它是可以連接到任何控制器或處理器（如Arduino或Raspberry Pi）的基本輸入設(shè)備。

最簡(jiǎn)單形式的按鈕由四個(gè)終端組成。其中，端子1和2在內(nèi)部相互連接，端子3和4也在內(nèi)部連接。因此，即使您有四個(gè)端子，從技術(shù)上講，您只能使用兩個(gè)端子。

上圖顯示了一個(gè)簡(jiǎn)單的按鈕，并突出顯示了內(nèi)部連接。

將按鈕與Raspberry Pi連接

如“GPIO as Input”部分所述，當(dāng)GPIO引腳為聲明為輸入，它必須借助上拉電阻或下拉電阻連接到VCC或GND。

但是，現(xiàn)代電路板如Arduino和Raspberry Pi具有內(nèi)部上拉或內(nèi)部下拉功能。借助此功能，您無(wú)需將上拉或下拉電阻器物理連接到輸入引腳，而是使用軟件對(duì)其進(jìn)行配置。

使用此功能，引腳將從芯片內(nèi)部拉高或拉低。

在將Raspberry Pi的GPIO引腳定義為輸入時(shí)，在程序中添加一條附加語(yǔ)句激活內(nèi)部上拉或下拉。

在這個(gè)項(xiàng)目中，通過(guò)連接按鈕和Raspberry Pi，我們將讀取輸入引腳的狀態(tài)，因此，打開(kāi)或關(guān)閉LED。

電路圖

以下圖像顯示電路Raspberry Pi按鈕接口的圖表。第一張圖片基于Fritzing Parts。

為了更清晰地了解連接，F(xiàn)ritzing的以下接線圖將有所幫助。

所需組件

Raspberry Pi

按鈕

5mm LED

100Ω電阻（1/4瓦）

迷你面包板

連接電線

電源

電路設(shè)計(jì)

首先，我使用了一個(gè)雙端子按鈕，而不是使用四端子按鈕。這沒(méi)有任何區(qū)別。按鈕的一個(gè)端子連接到GND，另一個(gè)端子連接到Raspberry Pi的物理引腳16（GPIO23）。

5mm LED用作輸出設(shè)備。 LED的陽(yáng)極（長(zhǎng)引線）連接到Raspberry Pi的物理引腳18（GPIO24）。 LED（短引線）的陰極連接到100Ω電阻的一個(gè)端子。

電阻的另一端連接到GND。

代碼

Python用作此項(xiàng)目的編程語(yǔ)言。 Python腳本如下所示。

工作

Raspberry Pi按鈕界面的工作非常容易理解。當(dāng)運(yùn)行Python腳本時(shí)，Raspberry Pi將Button Pin初始化為輸入，內(nèi)部上拉和LED Pin作為輸出。

現(xiàn)在，它等待狀態(tài)改變輸入引腳，僅在按下按鈕時(shí)才會(huì)發(fā)生。如果按下該按鈕，Raspberry Pi將在相應(yīng)的引腳上檢測(cè)到LOW并激活LED。

應(yīng)用

將按鈕與Raspberry Pi連接可能看起來(lái)不是一個(gè)大項(xiàng)目，但它確實(shí)有助于我們理解從輸入引腳讀取的概念。

類似的概念可以應(yīng)用于其他輸入設(shè)備，如不同類型的傳感器（PIR傳感器，超聲波傳感器，觸摸傳感器等）。