01 od 09
Uvod v zatičje Malina Pi
Izraz "GPIO" (splošni namenski vhodni izhod) ni izključno za Raspberry Pi. Vhodne in izhodne zatiči so na voljo pri večini mikrokontrolerjev, kot so Arduino, Beaglebone in še več.
Ko govorimo o GPIO z Raspberry Pi, mislimo na dolg blok zatičev v zgornjem levem kotu plošče. Starejši modeli so imeli 26 zatičev, vendar bo večina od nas uporabljala trenutni model s 40.
S temi zatiči lahko povežete komponente in druge strojne naprave ter uporabite kodo za nadzor nad tem, kaj počnejo. To je pomemben del Raspberry Pi in odličen način za spoznavanje elektronike.
Po nekaj programskih projektih boste verjetno našli eksperimentiranje s temi zatiči, ki želijo, da svojo kodo zamenjate s strojno opremo, da bi se stvari zgodile v "resničnem življenju".
Ta postopek je lahko zastrašujoč, če ste novi na prizorišču, in ob upoštevanju, da lahko ena napačna poteza poškoduje vašo Raspberry Pi, razumljivo je, da je živčno področje za začetnike, ki ga lahko raziščejo.
Ta članek bo razložil, kaj vsaka vrsta GPIO pinja in njihove omejitve.
02 od 09
GPIO
Najprej si oglejmo GPIO kot celoto. Konice lahko izgledajo enake, vendar imajo različne funkcije. Slika zgoraj prikazuje te funkcije v različnih barvah, ki jih bomo razložili v naslednjih korakih.
Vsak pin je oštevilčen od 1 do 40, od spodaj levo. To so fizične številke čepov, vendar obstajajo tudi številčne / označevalne konvencije, kot je "BCM", ki se uporabljajo pri pisanju kode.
03 od 09
Moč in tla
Označena rdeča, so napajalni zatiči z oznako "3" ali "5" za 3,3 V ali 5 V.
Ti zatiči omogočajo neposredno pošiljanje napajanja napravi brez potrebe po kakršni koli kodi. Tudi to ni mogoče izključiti.
Obstajajo dve moči tirnice - 3,3 voltov in 5 voltov. V skladu s tem členom je 3,3 V tirnica omejena na 50 mA tekočega vlečenja, medtem ko 5 V tir lahko zagotovi kakršne koli trenutne zmogljivosti je ostalo od vašega oskrbe z električno energijo, potem ko Pi je sprejela, kar potrebuje.
Označeni rjavi so utori (GND). Te zatiči so točno tisto, kar pravijo - mravljični zatiči - ki so bistveni del katerega koli elektronskega projekta.
(5V GPIO zatiči so fizična števila 2 in 4. 3.3V GPIO zatiči sta fizična številka 1 in 17. Ozemljitveni zatiči GPIO so fizična števila 6, 9, 14, 20, 25, 30, 34 in 39)
04 od 09
Vhodni / izhodni zatiči
Zeleni zatiči so tisto, kar imenujem "generični" vhodni / izhodni zatiči. Te lahko preprosto uporabljate kot vhodne ali izhodne naprave brez kakršnihkoli skrbi za spopadanje z drugimi funkcijami, kot so I2C, SPI ali UART.
To so zatiči, ki lahko napajajo LED, zvočnik ali druge komponente ali pa se uporabljajo kot vhodni element za branje senzorjev, stikal ali druge vhodne naprave.
Izhodna moč teh zatičev je 3.3V. Vsak čep ne sme presegati 16mA toka, bodisi potopiti ali pridobivati, in celoten niz GPIO zatičev ne sme presegati več kot 50mA naenkrat. To je lahko omejevalno, zato boste morda morali ustvarjati pri določenih projektih.
(Generični GPIO zatiči so fizična števila 7, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 22, 29, 31, 32, 33, 35, 36, 37, 38 in 40)
05 od 09
I2C zatiči
V rumeni barvi imamo zatiči I2C. I2C je komunikacijski protokol, ki omogoča preproste komunikacije z Raspberry Pi. Te zatiči se lahko uporabljajo tudi kot "generični" GPIO zatiči.
Dober primer uporabe I2C je zelo priljubljen čip čipov priključka MCP23017, ki vam lahko preko tega protokola I2C omogoča več vhodnih / izhodnih zatičev.
(I2C GPIO zatiči so fizične pin številke 3 in 5)
06 od 09
UART (serijski) zatiči
V sivi barvi so UART nožice. Ti zatiči so še en komunikacijski protokol, ki ponuja serijske povezave in se lahko uporablja tudi kot "generični" vhodi / izhodi GPIO.
Moja najljubša uporaba za UART je omogočiti serijsko povezavo z mojega Pi na moj prenosni računalnik prek USB-ja. To lahko dosežete s pomočjo dodatnih plošč ali preprostih kablov in odstranite potrebo po zaslonu ali internetni povezavi za dostop do vašega Pi.
(Zatiči UART GPIO so fizični številčni ključi 8 in 10)
07 od 09
SPI zatiči
V roza , imamo SPI zatiči. SPI je vmesniški vodilo, ki pošilja podatke med Pi in ostalimi strojnimi / perifernimi napravami. Običajno se uporablja za veriženje naprav, kot so LED matrika ali zaslon.
Tako kot drugi so ti zatiči lahko uporabljeni tudi kot »generični« vhodi / izidi GPIO.
(SPI GPIO zatiči so fizične pin številke 19, 21, 23, 24 in 26)
08 od 09
DNC zatiči
Nazadnje sta dva zatiči v modri barvi, ki sta trenutno označena kot DNC, ki označuje "Ne poveži". To se lahko spremeni v prihodnosti, če bo osnutek Raspberry Pi spremenil plošče / programsko opremo.
(DNC GPIO zatiči so fizične pin številke 27 in 28)
09 od 09
GPIO številčenja konvencij
Ko kodirate z GPIO, imate možnost, da knjižnico GPIO uvozite na dva načina - BCM ali BOARD.
Možnost, ki jo imam rad, je GPIO BCM. To je Broadcomjeva številčna konvencija in ugotovim, da se uporablja bolj pogosto med projekti in strojnimi dodatki.
Druga možnost je GPIO BOARD. Ta metoda namesto tega uporablja fizične številke pinov, kar je priročno pri štetju zatičev, vendar boste v primerih primerov uporabili manj.
Način GPIO je nastavljen ob uvozu knjižnice GPIO:
Za uvoz kot BCM:
uvoz RPi.GPIO kot GPIO GPIO.setmode (GPIO.BCM)Uvažati kot ODBOR:
uvozite RPi.GPIO kot GPIO GPIO.setmode (GPIO.BOARD)Obe metodi opravljata popolnoma enako delo, to je samo vprašanje številčnosti.
Redno uporabljam priročne tablice z oznakami GPIO, kot je RasPiO Portsplus (na sliki), da preverim, kateri zatiči, ki jih povezujem, tudi žice. Ena stran prikazuje BCM številčno konvencijo, druga pa prikazuje BOARD - tako ste pokriti za vsak projekt, ki ga najdete.