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【R课堂】Raspberry Pi GPIO引脚介绍

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这篇文章来源于DevicePlus.com英语网站的翻译稿。近年来,Raspberry Pi因其可以用作可用于媒体和复古视频游戏的廉价、兼容的Linux机器以及网络设备而备受喜爱。多年来,一些业余爱好者一直以这些方式来使用他们的Pi,但是有些人并不清楚设备侧面的引脚到底是做什么的。
其实,正是这些引脚发挥着Pi的真实功用。它们可以控制家居设备、机器、新的发明,甚至机器人。那么,为什么这么多人都对这些引脚不甚了解呢?

这些引脚的实际作用是什么?
这40个(或26个,取决于您的Pi型号)引脚是所谓的“GPIO接口”的一部分。在这些接口中,有四种主要的引脚:
电源: 提供3.3V和5V的直流电源
接地(GND): 连接到地端,以闭合电路
DNC: 代表“不连接”,所以可以忽略
GPIO: 可以设置为发送或接收控制电压
GPIO代表“通用输入/输出”,正是这些引脚让Raspberry Pi发挥了其功效。因为这些引脚没有特定的功能,所以可以设置为某个专用功能,例如控制信号。

设置为输出的GPIO引脚可以提供3.3V(高电平信号)或0V(低电平信号)的电压。当设置为输入时,该引脚可以读取相同数值的电压。
GPIO引脚不能提供过多电源
需要谨记的很重要的一点是GPIO引脚(以及3.3V电源引脚)是用于控制其他组件并与之通信的。
您可以从组合的3.3V引脚中获取约51mA的电流,但是在连接的时候需要小心;如果您试图让电路从这些3.3V引脚获取过大的电流,这可能会烧坏整个电路板。
而5V电源引脚则可以为您获取电源提供的所有电流,其中要减去Raspberry Pi本身使用的电源。
将GPIO引脚连接到面包板
当您第一次使用这些GPIO引脚时,最好使用一个面包板。这样的话可以在不进行焊接的情况下构建电路并对其进行修改。
如果您以前从来没有使用过面包板,请通过以下视频了解其基础知识:

GPIO扩展板也会起到很大的作用,可以通过引线将其连接到GPIO接口,并将引脚直接放置在面包板上,这些引脚带有明确的标记。
不过这需要一些空间:面包板每侧需要20行。一个小的板子几乎就只有20行!有多余的40行左右的面包板可以为初学者提供充足的空间。
具有特殊用途的GPIO引脚
每个GPIO引脚都可以设置为用于发送和接收高电平和低电平信号。有些引脚也会有一些特殊用途。
我们不会在这里进行深入探究,只需要了解大概就好。
硬件 PWM
GPIO引脚输出3.3V或0V:一个高电平信号或低电平信号。脉宽调制或PWM,是一种通过快速打开和关闭引脚来模拟介于两者之间电压的方法。
这不是真正的模拟信号,但是可以用于调暗LED光线之类的功能。它的闪烁速度要大于您的视觉敏感频率,所以您看到的只是灯光变暗了而已。
您可以使用低通滤波器将PWM平滑为模拟信号。如果您对音质不是很挑剔的话,可将其用于模拟音频,比如用于门铃或者玩具就不错。
您可以使用软件通过任意GPIO引脚生成PWM信号,但是操作系统会将其与其他任务并行处理,所以该信号可能会发生振动。
GPIO引脚18和19上有可用的硬件PWM。硬件PWM和耳机插孔使用相同的电路,所以不能同时使用。
串行总线引脚
当您查看下面的图表时(被称作Raspberry Pi“引脚图”),您会看到一些引脚是I2C、 SPI以及UART串行。
有奖问答:引脚是I2C、 SPI以及UART串行可用于与其他组件之间进行____________
Tips:点击阅读原文,获得答案
请规范答题,连续答错将无法获得奖励哦~


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