介绍

GPIO（General Purpose I/O Ports）意思为通用输入/输出端口，通过它们可以输出高低电平或者通过它们读入引脚的状态（是高电平或是低电平）。
树莓派使用GPIO的方法有很多种，库函数包括了wiringPi以及RPi.GPIO，这里我主要介绍RPi.GPIO库，这个库是树莓派系统自带的。

使用说明

（一）导入库

import RPi.GPIO as GPIO

（二）设置编码规范

gpio.setmode(gpio.BOARD)

这里需要解释的是：因为要使用GPIO口，那么你得明确使用的是哪一个口（下面代码中 pin 对应的就是端口号），这就引入了一个编号问题，目前存在的有三种编码规范。
1）BOARD：从左到右，从上到下：左边基数，右边偶数：1-40
2）BCM：编号侧重 CPU 寄存器，根据 BCM2835 的 GPIO 寄存器编号
3）wpi：编号侧重实现逻辑，把扩展 GPIO 端口从 0 开始编号，这种编号方便编程。
通过一张图我们就能看清楚

（三）引脚设置

# 将引脚设置为输入模式GPIO.setup(pin, GPIO.IN)# 将引脚设置为输出模式GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)# 为输出的引脚设置默认值GPIO.setup(pin, GPIO.OUT, initial=GPIO.HIGH)

（四）电平控制

GPIO.output(pin, state)

注意：状态(state)可以设置为低（0 / GPIO.LOW / False）或高（ 1 / GPIO.HIGH / True）
也可以一次性设置多个引脚

pin_list = [11,12]GPIO.output(pin_list, GPIO.LOW)

（五）读取引脚的输入状态

GPIO.input(pin)

（六）释放GPIO资源

GPIO.cleanup()

（七）示例代码

import RPi.GPIO as gpioimport time# 定义引脚，你怎么接的怎么改in1 = 12in2 = 16# 设置GPIO口为BOARD编号规范gpio.setmode(gpio.BOARD)# 设置GPIO口为输出gpio.setup(in1, gpio.OUT)gpio.setup(in2, gpio.OUT)# 设置输出电平gpio.output(in1, gpio.HIGH)gpio.output(in2, gpio.LOW)# 秒级延迟time.sleep(2)# 释放GPIO资源gpio.cleanup()123456789101112131415161718123456789101112131415161718

（八）PWM设置

8.1 脉冲宽度调制(PWM)
　　脉冲宽度调制(PWM)是一种高效的数字电压控制技术，它利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制，通过控制固定电压的直流电源开关频率，改变负载两端的电压，进而达到控制要求的一种电压调整方法。为更好的理解和使用PWM，我们首先需要了解以下两个概念。

频率

频率以Hz为单位，一个脉冲信号时间周期的倒数。如果PWM的输出频率比较低，例如只有5Hz，那么在控制一个LED时候，LED就会一闪一闪的，较高的频率可以让运行更为平滑，但PWM的输出频率并不能无限的高，而且在高频情况下，测定的PWM频率会与作为树莓派参数提供的频率略有出入。因此，在使用PWM时，应该选择一个合适的频率，对于控制一个LED亮度来说，一般100Hz就足够了。

占空比

占空比就是输出的PWM脉冲信号中，高电平保持的时间与该PWM的时钟周期的时间之比，如图6.1所示，占空比=t1/T=t1/(t1+t2)。假设PWM脉冲的频率为1000Hz，那么它的时钟周期T就是1ms（即1000us），如果高电平持续时间t1为200us，低电平的时间t2为800us，那么占空比就是200:1000(即1:5)。
　　

　　从应用的角度，我们可以简单的将PWM理解为通过改变脉冲信号的频率和高电平的持续时间（或占空比）来实现电压控控制的一种方法。图6.2显示了三个由GPIO输出的PWM信号(电压为3.3V)，第一个信号是一个占空比为20%的PWM输出，即在信号周期中，20%的时间为高电平（逻辑1），其余80%的时间为低电平（逻辑0），对应的电压为满幅值的20%（0.66V）。第二、三个信号分别是占空比为50%和80%的PWM输出，对应的电压分别为1.65V和2.64V。
　　

8.2 树莓派操控PWM
在树莓派上，可以通过对GPIO的编程来实现PWM，RPi.GPIO库就提供了一个PWM功能，以下是使用RPi.GPIO库的PWM功能的方法。
创建一个PWM实例

pwm = GPIO.PWM(channel, frequency)

channel：指定要输出PWM信号的GPIO引脚；
frequency：指定PWM信号的初始频率，单位为Hz，其值应大于0.0。
启用PWM

pwm.start(dc)

dc：指定PWM信号的初始占空比，取值范围为0.0 ≤ dc ≤ 100.0。
更改PWM频率

pwm.ChangeFrequency(freq)

freq：指定PWM的新频率，单位为Hz，其值应大于0.0。
更改PWM占空比

pwm.ChangeDutyCycle(dc)

dc：指定PWM的新占空比，取值范围为0.0 ≤ dc ≤ 100.0。

8.3 PWM验证实验
接下来，我们将用一个具体的例子来演示树莓派是如何使用PWM的。在这个实验里，您将可以手动改变LED的亮度，一方面我们将尽可能用上RPi.GPIO库中PWM的相关函数，让您更好了解这些函数的使用，另一方面让您更为直观的理解PWM的基本原理。

import RPi.GPIO as GPIO                 # 引入GPIO模块if __name__ == '__main__':    LedPin = 19    freq = 100                          # 存放PWM频率变量，这里初始值为100，可以根据实际需要修改    dc = 0                              # 存放PWM占空比变量，这里初始值为0，可以根据实际需要修改    GPIO.setmode(GPIO.BCM)              # 使用BCM编号方式    GPIO.setup(LedPin, GPIO.OUT)        # 将GPIO19设置为输出模式    pwm = GPIO.PWM(LedPin, freq)        # 创建PWM对象，并指定初始频率    pwm.start(dc)                       # 启动PWM，并指定初始占空比    try:        freq = int(input('Please input the frequency of PWM(1-2000Hz): '))  # 等待输入新PWM频率        pwm.ChangeFrequency(freq)       # 改变PWM频率        while True:            dc = int(input('Please input the duty cycle(0-100): '))         # 等待输入新PWM占空比            pwm.ChangeDutyCycle(dc)     # 改变PWM占空比    finally:        pwm.stop()                      # 停止PWM        GPIO.cleanup()                  # 清理释放GPIO资源

程序运行后，首先会要求您输入PWM频率（建议输入的值在1到2000之间），然后您可以通过不断的输入新的PWM占空比来改变LED的状态。例如，您可以输入一个100Hz的PWM频率，然后分别输入10、30、50、80、100的PWM占空比，您将看到LED会一次比一次亮；当您输入的PWM频率为5时，LED会不断的闪烁，输入不同的占空比只会改变LED点亮的时间长度，而亮度基本不变，当占空比为100时，LED长亮。

参考链接1：
https://www.jianshu.com/p/449682146501
来源：简书
参考链接2：https://blog.csdn.net/yzy_1996/article/details/83756357
来源CSDN

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