Raspberry Pi GPIO ringkäik
The Vaarika Pi võib olla palju asju. See on osa tema kaebusest. Saate Pi-d kasutada nagu tavalist arvutit, ühendades välisseadmed plaadi USB- ja HDMI-portide kaudu. Kui soovite sukelduda Pi tehnilistesse aspektidesse, pöörake tähelepanu trükkplaadi küljel asuvatele tihvtide komplektile. Need tihvtid hoiavad võtit Raspberry Pi kasutamiseks asjade Internetis, robootikas ja muudes projektides. Nööpnõelad ei ole pärast lahtimurdmist ja selgitamist nii hirmutavad, kui arvate.
Sissejuhatus Raspberry Pi tihvtidesse
Mõiste GPIO (üldotstarbeline sisendväljund) ei ole ainuõiguslik Vaarika Pi. Sisend- ja väljundviigud leiate enamikust mikrokontrolleritest, nagu Arduino, Beaglebone ja palju muud.
Raspberry Pi-ga GPIO on pikk tihvtide plokk tahvli vasakus ülanurgas. Vanematel mudelitel oli 26 ja praegustel mudelitel 40 kontakti.
Nende kontaktidega saate ühendada komponente ja muid riistvaraseadmeid ning kasutada koodi, et juhtida komponentide tegevust. See on Raspberry Pi oluline osa ja suurepärane viis elektroonika tundmaõppimiseks.
Pärast mõnda tarkvaraprojekti avastate end tõenäoliselt nende tihvtidega katsetamas, soovides oma koodi riistvaraga segada, et asjad päriselus juhtuksid.
See protsess võib olla hirmutav, kui olete Pi uus kasutaja. Arvestades, et üks vale liigutus võib teie Raspberry Pi-d kahjustada, on arusaadav, et see on algajatele närviline ala.
See artikkel selgitab, mida igat tüüpi GPIO-viik teeb ja selle piiranguid.
GPIO
Kõigepealt vaatame GPIO-d tervikuna. Tihvtid võivad välja näha ühesugused, kuid kõigil on erinevad funktsioonid. Allolev pilt näitab neid funktsioone erinevates värvides.
Iga tihvt on nummerdatud vahemikus 1 kuni 40, alustades vasakust alumisest nurgast. Need on füüsilised PIN-koodid. Siiski on ka nummerdamise ja märgistamise kokkuleppeid, nagu BCM, mida kasutatakse koodi kirjutamisel.
Võimsus ja maandus
Punaselt on esile tõstetud toiteviigud, mis on märgistatud 3 või 5 3,3 V või 5 V jaoks. Need kontaktid võimaldavad teil saata seadmele toidet ilma koodita. Neid ei saa ka kuidagi välja lülitada.
Toitetorusid on kaks: 3,3 volti ja 5 volti. 3,3 V siini vooluhulk on piiratud 50 mA. Seevastu 5 V siins tagab toiteallikast järelejäänud vooluvõimsuse pärast seda, kui Pi on võtnud vajaliku.
Pruuniga esile tõstetud maandustihvtid (GND). Need maandustihvtid on iga elektroonikaprojekti oluline osa.
5 V GPIO kontaktid on füüsilised numbrid 2 ja 4. 3,3 V GPIO kontaktid on füüsilised numbrid 1 ja 17. Maandatud GPIO kontaktid on füüsilised numbrid 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 ja 39.
Sisend-/väljundviigud
Rohelised tihvtid on üldised sisend-/väljundtihvtid. Neid saab hõlpsasti kasutada sisendite või väljundidena, ilma et see oleks vastuolus muude funktsioonidega, nagu I2C, SPI või UART.
Need kontaktid võivad saata toidet LED-ile, sumistile või muudele komponentidele või neid saab kasutada sisendina andurite, lülitite või muude sisendseadmete lugemiseks.
Nende kontaktide väljundvõimsus on 3,3 V. Iga tihvt ei tohi ületada 16 mA voolu, ei uppumisel ega allikal. Kogu GPIO kontaktide komplekt ei tohiks korraga ületada 50 mA. See võib olla piirav, nii et peate võib-olla teatud projektides olema loominguline.
Üldised GPIO-viigud on füüsilised numbrid 7, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 22, 29, 31, 32, 33, 35, 36, 37, 38 ja 40.
I2C tihvtid
I2C tihvtid on kollased. I2C on sideprotokoll, mis võimaldab seadmetel Raspberry Pi-ga suhelda. Neid kontakte saab kasutada ka üldiste GPIO-tihvtidena.
Hea näide kasutamisest I2C on populaarne MCP23017 pordilaienduskiip, mis annab teile selle I2C-protokolli kaudu rohkem sisend-/väljundkontakte.
I2C GPIO viigud on füüsilised viigunumbrid 3 ja 5.
UART (seeria) tihvtid
UART-tihvtid on hallid. Need kontaktid on veel üks sideprotokoll, mis pakub jadaühendusi ja mida saab kasutada üldiste GPIO sisendite/väljunditena.
UART-i üks kasutusvõimalus on jadaühenduse lubamine Pi-lt sülearvutiga USB kaudu. Seda saab saavutada lisaplaatide või lihtsate kaablite abil. See eemaldab Pi juurdepääsuks ekraani või Interneti-ühenduse vajaduse.
UART GPIO viigud on füüsilised viigunumbrid 8 ja 10.
SPI tihvtid
SPI tihvtid on roosad. SPI on liidesesiin, mis saadab andmeid Pi ja muu riist- ja välisseadmete vahel. Seda kasutatakse tavaliselt selliste seadmete aheldamiseks nagu an LED maatriks või ekraan.
Sarnaselt teistele saab neid kontakte kasutada ka üldiste GPIO sisendite/väljunditena.
SPI GPIO viigud on füüsilised viigunumbrid 19, 21, 23, 24 ja 26.
DNC tihvtid
Viimased on kaks sinist tihvti, mis on praegu märgistatud kui DNC, mis tähendab Ära ühenda. See võib tulevikus muutuda, kui Raspberry Pi Foundation muudab tahvleid või tarkvara.
DNC GPIO kontaktid on füüsilised viigunumbrid 27 ja 28.
GPIO numeratsiooni konventsioonid
GPIO-ga kodeerimisel saate importida GPIO-teegi kahel viisil: BCM või BOARD.
Esimene variant on GPIO BCM. See on Broadcomi nummerdamiskokkulepe. Seda kasutatakse tavaliselt projektides ja riistvara lisandmoodulites.
Teine variant on GPIO PLAADEL. See meetod kasutab selle asemel füüsilisi PIN-numbreid, mis on tihvtide loendamisel mugav. Leiate, et seda kasutatakse projektinäidetes vähem.
GPIO-režiim määratakse GPIO teegi importimisel:
importida RPi. GPIO kui GPIO.
Impordiks kui BCM:
GPIO.setmode (GPIO.BCM)
Impordiks kui JUHATUS:
GPIO.setmode (GPIO.BOARD)
Mõlemad meetodid teevad sama tööd. Küsimus on numeratsiooni eelistuses.
Võite kasutada GPIO-silditahvleid, näiteks RasPiO Portsplus (pildil), et kontrollida, milliste kontaktidega juhtmeid ühendate. Ühel küljel on kujutatud BCM-i nummerdamise tava. Teine näitab TAHET. Seega olete iga leitud projekti eest kaetud.