學(xué)習(xí)使用Raspberry Pi上的GPIO引腳將為您帶來無限可能。通過初學(xué)者項目學(xué)習(xí)的基本原理為DIY電子和編程的實用知識鋪平了道路。

本教程將向您展示兩種向Raspberry Pi項目添加按鈕的方法。該按鈕將用于控制LED。視頻下方提供了書面說明。

您將需要

要開始使用，請確保您具有以下組件：

1 x Raspberry Pi（可以的話，本教程中會使用3B型）

1 x按鈕

1 x LED

1 x 220歐姆電阻（更高的值沒問題，您的LED就會變暗）

1 x面包板

連接電線

一旦收集，您應(yīng)該擁有外觀美觀的組件像這樣的東西：

您還需要安裝Raspbian操作系統(tǒng)的SD卡。最快的方法是使用NOOBS（全新的開箱即用軟件）映像。該視頻中提供了有關(guān)如何執(zhí)行此操作的說明：

設(shè)置電路

您將使用Pi的GPIO引腳來制作電路，如果您不熟悉，通過它們，我們的Raspberry Pi GPIO引腳指南將有所幫助。此處的電路幾乎與我們以前的Raspberry Pi LED項目相同，只是增加了您今天要使用的按鈕。

根據(jù)下圖設(shè)置電路：

5v 和 GND 引腳連接到面包板的電源軌。

引腳12（GPIO 18）連接到LED的正極。

電阻的一個引腳連接到LED的負極。

Pin 16（GPIO 23）固定在按鈕的一側(cè)，另一側(cè)固定在面包板的接地軌上。面包板的接地軌。

一旦設(shè)置好，它的外觀應(yīng)為：

檢查

方法1：RPi.GPIO庫

一旦Pi啟動，請轉(zhuǎn)到菜單，然后單擊“確定”。選擇編程》 T honny Python IDE 。一個新的Python腳本將打開。如果您是Python的新手，那么它對于初學(xué)者來說是一種很棒的語言，并且在完成本教程后，有很多不錯的地方可以了解有關(guān)Python的更多信息！

首先導(dǎo)入RPi.GPIO庫，然后設(shè)置板模式。

import RPi.GPIO as GPIO

GPIO.setmode（GPIO.BOARD）

現(xiàn)在，聲明LED和按鈕引腳號的變量。

ledPin = 12

buttonPin = 16

請注意，由于我們將板模式設(shè)置為 BOARD ，因此我們使用的是引腳號而不是GPIO號。如果讓您感到困惑，Raspberry Pi引腳分布圖可以幫助您清除它。

設(shè)置按鈕

是時候設(shè)置GPIO引腳了。使用上拉電阻將LED引腳設(shè)置為輸出，將按鈕引腳設(shè)置為輸入

GPIO.setup（ledPin， GPIO.OUT）

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

GPIO.IN之后的文本表示內(nèi)部上拉電阻。 Raspberry Pi的上拉電阻器。您需要啟用它才能從按鈕上獲得清晰的讀數(shù)。由于該按鈕將連接到接地引腳，因此我們需要一個上拉電阻將輸入引腳保持為高電平，直到您按下它為止。

在繼續(xù)操作之前，我們先來看一下上拉和下拉

中斷：上拉/下拉電阻

在將GPIO引腳配置為輸入時，它將讀取該引腳以確定其狀態(tài)。在此電路中，您需要讀取引腳是 HIGH 還是 LOW 以便在按下按鈕時觸發(fā)LED。如果這是引腳可以具有的唯一狀態(tài)，那么這將很簡單，但是不幸的是，還有第三種狀態(tài)：浮動。

浮動引腳的值介于高電平和低電平之間，導(dǎo)致輸入行為異常。上拉/下拉電阻器可以解決這個問題。

上圖是按鈕和Raspberry Pi的簡化圖。 GPIO引腳通過按鈕接地。內(nèi)部上拉電阻將GPIO引腳連接到內(nèi)部Pi電源。該電流流動，并且該引腳被安全地拉高。

按下按鈕時，GPIO引腳直接連接到接地引腳，并且該按鈕讀為低電平。

下拉電阻用于將開關(guān)連接到電源引腳時的情況。這次，內(nèi)部電阻器將GPIO引腳接地，并保持低電平，直到您按下按鈕為止。

上拉和下拉電阻器理論乍一看令人困惑，但重要的知識是與微控制器一起工作。現(xiàn)在，如果您不太了解它，請不要擔心！

讓我們繼續(xù)我們停下來的地方。

程序循環(huán)

接下來，設(shè)置程序循環(huán)：

while True：

buttonState = GPIO.input（buttonPin）

if buttonState == False：

GPIO.output（ledPin， GPIO.HIGH）

else：

GPIO.output（ledPin， GPIO.LOW）

True 循環(huán)會不斷在其中運行代碼，直到結(jié)束程序。每次循環(huán)時，它都會通過讀取 buttonPin 的輸入來更新 buttonState 。當未按下按鈕時，它保持高。

按下按鈕后， buttonState 將變?yōu)?LOW 。這會觸發(fā) if語句，因為 False 與 LOW 相同，并且LED點亮。 else 語句在buttonPin不為False時關(guān)閉LED。

保存并運行腳本

通過單擊文件》保存腳本另存為并選擇文件名。您可以通過單擊Thonny工具欄中的綠色 Play 按鈕來運行草圖。

現(xiàn)在按一下按鈕，然后按LED應(yīng)該點亮！隨時按紅色的停止按鈕以停止程序

如果遇到困難，請檢查代碼和電路

方法2：GPIO零庫

RPi.GPIO庫太棒了，但是有個新手正在嘗試。 GPIO零庫是由Raspberry Pi社區(qū)經(jīng)理Ben Nuttall創(chuàng)建的，其目的是使代碼更簡單，更易于讀寫。

要測試新庫，請打開一個新的Thonny文件，然后導(dǎo)入

from gpiozero import LED， Button

from signal import pause

您會注意到您沒有導(dǎo)入整個庫。由于僅使用LED和按鈕，因此腳本中僅需要這些模塊。我們還從信號庫（用于事件管理的Python庫）導(dǎo)入暫停。

使用GPIO零設(shè)置引腳容易得多：

led = LED（18）

button = Button（23）

由于GPIO零庫具有用于LED和按鈕的模塊，因此您無需像以前那樣設(shè)置輸入和輸出。您會注意到，盡管引腳沒有改變，但此處的數(shù)字與上面的數(shù)字有所不同。這是因為GPIO零僅使用GPIO引腳號（也稱為Broadcom或BCM編號）。

腳本的其余部分只有三行：

button.when_pressed = led.on

button.when_released = led.off

pause（）

此處的 pause（）調(diào)用只是在腳本到達底部時停止退出腳本。只要按下并釋放按鈕，就會觸發(fā)兩個按鈕事件。保存并運行腳本，您將看到與以前相同的結(jié)果！

向Raspberry Pi添加按鈕的兩種方法

在設(shè)置按鈕的兩種方法中， GPIO Zero方法似乎是最簡單的。由于大多數(shù)初學(xué)者Raspberry Pi項目都使用RPi.GPIO庫，因此仍然值得學(xué)習(xí)。就像這個項目一樣簡單，這些知識可以用于很多事情。

使用GPIO引腳是學(xué)習(xí)和發(fā)明自己的設(shè)備的好方法，但是它遠遠超出了您可以做的一切。 Pi。我們的Raspberry Pi非官方指南充滿了創(chuàng)意和教程，您可以自己嘗試一下！有關(guān)另一個類似的教程，請查看如何制作Wi-Fi連接按鈕。
責任編輯：wv