重點(diǎn)來(lái)講解一下什么是類庫(kù)，如何使用，以及不同的GPIO類庫(kù)的區(qū)別。

什么是類庫(kù)

類庫(kù)是別人寫好的解決某類或某個(gè)問(wèn)題的可以重復(fù)使用的代碼集合。在面向?qū)ο?a href="http://m.xsypw.cn/v/tag/1315/" target="_blank">編程（我們今后會(huì)講到，可以簡(jiǎn)單理解為把程序設(shè)計(jì)為類似現(xiàn)實(shí)世界中各種對(duì)象的方式來(lái)解決問(wèn)題）的編程語(yǔ)言里，類庫(kù)里面包括了很多別人設(shè)計(jì)好的類對(duì)象，可以直接拿來(lái)使用，比如我們代碼里面的sleep方法就來(lái)自于time庫(kù)，可以讓程序暫停（睡覺(jué)）指定的時(shí)間。有了類庫(kù)，我們就不需要所有的事情都自己解決，對(duì)于別人已經(jīng)解決的問(wèn)題，可以直接使用他寫好的類庫(kù)，就像我們做機(jī)器人，輪子可以用現(xiàn)成的，不需要我們從原料開(kāi)始做，選擇合適尺寸，材料的輪子就行了，所以編程時(shí)要善于利用類庫(kù)，不要做“重復(fù)發(fā)明輪子”的事情。類庫(kù)也像我們搭積木是使用的不同形狀和大小的積木塊，拿來(lái)用就可以做出自己需要的東西。

類庫(kù)可以分為兩大類：

• 編程語(yǔ)言自帶的類庫(kù)，比如Python編程語(yǔ)言自帶的OS，sys，logging庫(kù)，RPi.GPIO和time也是自帶類庫(kù)。
• 第三方類庫(kù)：除上面自帶類庫(kù)外的其他非官方類庫(kù)都是。比如現(xiàn)在機(jī)器學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)分析常見(jiàn)的numpy，matplotlib 等。

from與import

Python有2種方式來(lái)使用類庫(kù)，分別是import 和from。我們先看看import:

import 類庫(kù)名1 [as 別名1], 類庫(kù)名2 [as 別名2],...

使用這種語(yǔ)法格式的 import 語(yǔ)句，會(huì)導(dǎo)入指定類庫(kù)中的所有成員（包括變量、函數(shù)、類等）。當(dāng)需要使用類庫(kù)中的成員時(shí)，需用該類庫(kù)名（或別名）作為前綴，否則 Python 解釋器會(huì)報(bào)錯(cuò)。

from的語(yǔ)法如下：

from 類庫(kù)名 import 成員名1 [as 別名1]，成員名2 [as 別名2]，...

from只會(huì)導(dǎo)入模塊中指定的成員，而不是全部成員。當(dāng)程序中使用該成員時(shí)，無(wú)需附加任何前綴，直接使用成員名（或別名）就可以了。

我們的控制發(fā)光二極管的程序中，可以看到這2種使用類庫(kù)的方式：

import RPi.GPIO as GPIO    #需要使用別人寫好的類庫(kù)
from time import sleep     #需要使用別人寫好的類庫(kù)
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(27,GPIO.OUT)  #這2句把GPIO27設(shè)置為輸出模式
while True:
    GPIO.output(27,True)   #在GPIO輸出高電位1，此時(shí)LED亮
    sleep(1)             #等1秒
    GPIO.output(27,False)  #在GPIO輸出低電位0，此時(shí)LED滅
    sleep(1)            #等待1秒

import引入了RPi.GPIO類庫(kù)，并命名為別名GPIO，在程序中使用時(shí)，都需要加上GPIO這個(gè)別名，如GPIO.setmode(GPIO.BCM).

用from time import sleep引入了sleep，在代碼中使用時(shí)，就不需要加上time這里類庫(kù)名，而是直接使用sleep了。

GPIO的類庫(kù)比較

上面講了怎么把類庫(kù)引入程序中，要想用好類庫(kù)，還需要學(xué)習(xí)類庫(kù)中各種類，函數(shù)等如何使用，此時(shí)就需要看類庫(kù)對(duì)應(yīng)的官方文檔或者參考相關(guān)的文檔了。

比如RPi.GPIO類庫(kù)的官方文檔網(wǎng)站是：

https://sourceforge.net/p/raspberry-gpio-python/wiki/BasicUsage/

一般這種網(wǎng)站都是英文的，比較考驗(yàn)大家英文水平，此時(shí)可以搜索國(guó)內(nèi)的相應(yīng)中文文檔。

RPi.GPIO庫(kù)

RPi.GPIO是比較老的GPIO庫(kù)，使用時(shí)需要注意它有2種GPIO的引腳規(guī)則，分別為BOARD和BCM，使用時(shí)需要先指定用哪種規(guī)則，對(duì)應(yīng)的代碼為：

GPIO.setmode(GPIO.BOARD) #設(shè)置為BOARD模式
  # or
GPIO.setmode(GPIO.BCM)   #設(shè)置為BCM模式

我們先看看下面的圖片以便理解接下來(lái)的討論。

BOARD模式是在程序中使用的是引腳的物理數(shù)字，也就是第幾個(gè)引腳。BCM模式使用的是引腳的功能定義，比如GPIO27它的物理引腳數(shù)字是13，那么設(shè)置為BOARD模式時(shí)，我們?cè)诔绦蛑休斎氲囊_數(shù)字應(yīng)該是13

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(13,GPIO.OUT)  #把第13引腳（GPIO27）設(shè)置為輸出模式

設(shè)置為BCM模式時(shí)，同樣的引腳設(shè)置為輸出模式代碼為：

GPIO.setmode(GPIO.BCM)  
GPIO.setup(27,GPIO.OUT) #把GPIO27（第13引腳）設(shè)置為輸出模式

大家使用時(shí)一定要注意區(qū)別。

使用RPi.GPIO庫(kù)時(shí)，基本的使用方法是：

1. 先設(shè)置引腳模式為BOARD還是BCM
2. 設(shè)置引腳為OUTPUT（輸出）還是INPUT（輸入）
3. 控制或讀取引腳的數(shù)據(jù)。

（想一想：如果電路連接不變，改用BOARD模式，我們的控制二極管程序應(yīng)該如何修改呢？）

gpiozero庫(kù)

大家可以看到使用RPi.GPIO庫(kù)還是有點(diǎn)麻煩，于是有人在它的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了一個(gè)新的類庫(kù)，讓大家更方面的來(lái)控制GPIO，這個(gè)類庫(kù)的名字叫做gpiozero，它的使用文檔在這里：

https://gpiozero.readthedocs.io/en/stable/index.html

gpiozero是樹(shù)莓派官方推薦的學(xué)習(xí)GPIO編程的類庫(kù)，它創(chuàng)建了LED類用來(lái)控制發(fā)光二極管，Button類用來(lái)讀取按鈕狀態(tài)，MotionSensor用于動(dòng)作傳感器等非常多的對(duì)象，我們可以直接使用。

使用它控制發(fā)光二極管的代碼特別簡(jiǎn)單，還是以控制連接到GPIO27引腳的LED為例，代碼如下：

from gpiozero import LED
from time import sleep


red = LED(27)     #創(chuàng)建一個(gè)led對(duì)象，命名為red，你可以可以用其他名字


while True:
    red.on()
    sleep(1)
    red.off()
    sleep(1)

可以看到gpiozero其實(shí)默認(rèn)使用了BCM模式，只是我們不需要寫在代碼里了。

用gpiozero庫(kù)，我們只需要定義一個(gè)led對(duì)象，然后調(diào)用對(duì)象的on, off方法就可以控制發(fā)光二級(jí)管了，對(duì)比RPi.GPIO，簡(jiǎn)單多了。

除了剛才介紹的這2個(gè)類庫(kù)，還有其他的GPIO類庫(kù)，比如pigpio，這里就不介紹了。

下一講我們來(lái)聊聊如何通過(guò)這2個(gè)類庫(kù)讀取按鈕的狀態(tài)。