树莓派官网学习记录

Posted 2020-06-23

树莓派官网学习记录

和GPIO Zero 一起开始

我们将做的

树莓派一侧的排针是称为通用输入输出引脚（GPIO）

这些引脚允许树莓派去控制现实中的东西。你能连接元件到这些引脚上：输出设备像能任意被开关的LED（发光二极管）；或者是输入设备像能用作触发事件的一个按钮或者传感器，比如当一个按钮被按下的时候，点亮一只LED。

通过使用GPIO Zero 库，你能很容易的控制树莓派的GPIO引脚。

我们将学习的

通过完成这个资源你将学到：

1. 如何将LED和按钮连接到树莓派的GPIO上
2. 如何通过GPIO Zero控制GPIO引脚的输出
3. 如何通过GPIO Zero读取GPIO引脚的输入

我们需要的

硬件：

除了带SD卡的树莓派和惯例的外围设备，还需要一块无焊面包板（Solderless breadboard）、两根公对母杜邦线、一个按钮、一个LED

软件：

为了准备这个资源，你将需要一个最新的SD卡镜像：

首先，更新系统包列表通过在LXTerminal或者从命令行中键入下面的命令：

sudo apt-get update

接着，通过命令升级所有的已安装包到最新版本：

sudo apt-get upgrade

通常来说，定期的操作这些能保持你的安装为最新的，以至于它将等价于在raspberrypi.org/downloads.获取到的最新发行版镜像。

但是，存在偶然的更改加入基础的Raspbian 镜像需要手动介入，例如一个最近提出的包。存在一个不能安装的升级，对于这个命令而言仅仅升级的是你已经安装的包。

升级内核和框架

内核和框架是作为一个Debian 包被安装的，并且通过上面的步骤也将得到升级。这些包会在广泛的测试之后经常得到升级。

运行空间

当执行sudo apt-get upgrade ，它将告诉我们将要下载多少数据和将占用SD卡上多大的空间。它可以用df –h来核对使你有足够的空闲空间，当不幸的apt将不会为你做这个事。也要注意下载好的包文件（扩展名为.deb）被存在了/var/cache/apt/archives 目录下了。你可以用sudo apt-get clean删除它们来释放空间。

你还需要安装下面额外的软件：

GPIO Zero

为了安装你需要的软件，在LXTerminal中执行下面的命令：

sudo apt-get install python3-pip python3-w1thermsensor python3-spidev

sudo pip-3.2 install gpiozero

开始

1.GPIO引脚

树莓派有40个引脚，并且这些引脚提供了不同的功能。

如果你有一个RasPIO pin label，它能帮助你定义每一个引脚用来做什么。确保你的铜孔朝向usb口，正面向外。

如果你没有RasPIO pin label，这个指南将帮助你定义引脚号码：

你将看到引脚被标为3V3, 5V, GND 和 GP2, GP3, 以此类推

3V3?	3.3 v?	接到这个引脚的东西总能得到3.3v电压
5V?	5 v	接到这个引脚的东西总能得到5v电压
GND?	地	0v用来完成一个电路
GP2?	GPIO 引脚 2	这些引脚是通用的可以配置成输入或者输出
ID_SC/ID_SD/DNC?	特殊用途引脚	????

? ?

2.点亮一个LED

尝试连接一个LED和一个电阻串联到树莓派的3V3和GND引脚

这个LED将会被点亮。它将是常亮的，因为它被连接到了一个3V3的引脚上。

现在尝试把它从3V3移动到GPIO引脚17上：

这个LED现在应该是不亮的，但是现在它是在一个GPIO引脚上，因此能被代码控制。

3.开关一个LED

GPIO Zero 是一个新的提供给日常GPIO元件简单接口的Python 库。

(1). 从主菜单中打开Python 3；

(2). 你能开关一个LED通过直接键入命令到Python 解释器窗口（也叫Python shell）。首先让我们导入这个GPIO Zero 库。你也需要告诉树莓派你正在使用的是哪一个GPIO 引脚 –在这个例子里是用的引脚17。接下来是chevrons type：

1. from gpiozero import LED
2. led = LED(17)

   ?

在键盘上按下回车键。

(3). 让LED打开，键入下面语句并且按回车：

1. led.on()

?

(4). 让LED关闭，你可以键入：

1. led.off()

?

4.完成一个LED

通过time库和一个小循环，你可以是LED闪烁。

(1). 创建一个新文件通过点击File > New file

(2). 保存一个新文件通过点击File > Save

(3). 把文件保存为gpio_led.py

(4). 键入下面的代码来开始：

1. from gpiozero import LED
2. from time import sleep
3. ?
4. led = LED(17)
5. ?
6. while True:
7. ????led.on()
8. ????sleep(1)
9. ????led.off()
10. ????sleep(1)

    ?

(5). 使用Ctrl + S 保存 并且通过F5执行代码

(6). LED应该开始闪烁了，按键盘上的Ctrl + C来退出工程

5. 使用按钮来获得输入

????现在你能控制一个输出元件-LED了，让我们连接并控制一个输入元件-按钮

????(1). 连接一个按钮到另外一个GND引脚和GPIO引脚2 如下图

????

(2). 创建一个新文件通过点击File > New file

(3). 保存一个新文件通过点击File > Save

(4). 把文件保存为gpio_button.py

(5). 这一次我们需要Button 类，去告诉树莓派按钮在引脚2上。在你的新文件中键入下面的代码：

1. from gpiozero import Button
2. button = Button(2)

?

(6). 现在你能得到一个工程去做一些事，当按钮被按下的时候。添加 下面的代码：

1. button.wait_for_press()
2. print(‘You pushed me‘)

?

(7). 使用Ctrl + S 保存 并且通过F5执行代码

(8). 按下按钮文本出现

6. 手动控制LED

????你现在可以结合写到目前位置的两个项目来通过按钮控制LED。

(1). 创建一个新文件通过点击File > New file

(2). 保存一个新文件通过点击File > Save

(3). 把文件保存为gpio_control.py

(4). 键入下面的代码：

1. from gpiozero import LED, Button
2. from time import sleep
3. ?
4. led = LED(17)
5. button = Button(2)
6. ?
7. button.wait_for_press()
8. led.on()
9. sleep(3)
10. led.off()

?

(5). 保存和运行你的项目。当你按下按钮LED应该亮3秒钟

7. 制作一个开关

制作一个开关，按下和释放按钮将点亮LED，再一次按下和释放按钮将熄灭LED。

(1). 修改你的代码让它看起来想这样。你正在使用一个称为active的标志去记录LED的状态。命令行active = not active 将标志在True和False间切换:

1. from gpiozero import LED, Button
2. from time import sleep
3. ?
4. led = LED(17)
5. button = Button(2)
6. active = False
7. ?
8. while True:
9. ????if active == False:
10. ????????led.off()
11. ????else:
12. ????????led.on()
13. ????button.wait_for_press()
14. ????button.wait_for_release()
15. ????active = not active

?

如果你仅仅想在按钮被一直按下时打开LED这样做是很棒的。通过GPIO Zero库，这很简单。

(1). Button类中有两种方法被叫做when_pressed 和 when_release。他们不会阻塞工程的流程，所以如果他们放在循环里，工程将不确定地循环。

(2). 修改你的代码像这样：

1. from gpiozero import LED, Button
2. from signal import pause
3. ?
4. led = LED(17)
5. button = Button(2)
6. ?
7. button.when_pressed = led.on
8. button.when_released = led.off
9. ?
10. pause()

?

(3). 保存和运行工程。现在当你按住按钮，LED将点亮；当你释放按钮它将熄灭。

X．接下来是什么呢？

在GPIO Zero库中有很多其他的东西可以尝试。你可以看一看这里的文档：

https://gpiozero.readthedocs.org/en/v1.1.0/

尝试一下控制其他的元件，例如蜂鸣器，RGB LED，电机或者是机器人。