這節(jié)課開始，進入樹莓派硬件控制傳感器的世界，感受軟件和硬件結(jié)合帶來的無窮魅力。
硬件入手
根據(jù)后續(xù)課程的安排，需要入手的硬件零件如下：
面包板，杜邦線，led燈，蜂鳴器，溫濕度傳感器，單位數(shù)碼管，雙位數(shù)碼管
渠道推薦如下：
或者是這個：
以前面一個為例，進入之后，查找以下關(guān)鍵字和對應的型號：
面包板：
杜邦線：
選擇“20CM公對母”
led燈：
蜂鳴器：
可以買2個備用。
溫濕度傳感器：
單位數(shù)碼管：
雙位數(shù)碼管：
GPIO介紹
先來看一下樹莓派主板的一些對外的接口，這是反面的情況：
這是正面的情況：
重點關(guān)注上面有40根排針，這就是樹莓派用于控制外部傳感器的接口，稱之為GPIO
40根引腳如何進行編號呢，如果按照物理位置來編號，只要掌握一個規(guī)則就容易記?。?/p>
最靠近角上的那一根引腳為2號引腳。旁邊的就是1號引腳，具體請看上圖示意圖。
那么這40根引腳具體的用途和定義是什么呢，請看下面的圖：
這個圖是一個比較全面的一個定義，主要是因為對于這40根引腳有不同的編號規(guī)則來定義
雖然不同的規(guī)則叫的名字不一樣，但實際的用途是一致的
這里只學習一種編號規(guī)則，也就是物理位置編號，這樣更容易進行物理連接。
請看下面這張簡圖：
比如：1號引腳，是輸出1個3.3伏的電壓，也就是如果你拿一個數(shù)字萬用表去測量這根引腳的電壓，會一直測出來是3.3伏。
比如：2號引腳，是輸出1個5伏的電壓，也就是如果你拿一個數(shù)字萬用表去測量這根引腳的電壓，會一直測出來是5伏。
比如：6號引腳，是一個GND，也就是接地，如果測量電壓的話，就是0伏。
比如：11號引腳，是綠色圖標，旁邊寫著GPIO17，其實這個接口就是普通的接口，可以輸入也可以輸出，如果設置為輸出，則可以輸出高電壓或者低電壓。輸出高電壓就是3.3伏，輸出低電壓就是0伏?？梢酝ㄟ^程序來控制。GPIO17是另外一種編號方式而已，這里我們可以忽略。
假如需要一個恒定的電壓輸出到某個電路，則可以選擇3.3v或者5v的相應接口。
假如需要一個變化的電壓輸出到某個電路，則可以選擇綠色的GPIO接口，例如11號，12號，13號，15號等等。
led燈電路原理
學過物理的話，應該可以看懂下面的最簡單的電路圖：
要讓led燈亮起來，需要在led燈的正極輸入一個正的電壓，led燈的負極接地，這樣led燈就可以亮起來了。
根據(jù)前面的GPIO接口的定義，選擇6號口GND連接到led燈的負極，然后選擇11號口連接到led燈的正極
這樣，通過程序控制11號口，輸出一個3.3伏的電壓，led燈就亮了，輸出一個0伏電壓，led燈就滅了。
硬件連接
在開始連接硬件電路之前，首先要做的事是將樹莓派電腦關(guān)機，并斷開電源。
因為如果樹莓派主板帶電的時候，進行插接電路可能會導致電子元器件的燒毀，所以一定要記住這個原則：
連接電路的時候主板必須斷電。
取出面包板，2根20cm的公對母杜邦線，1個led燈。
將杜邦線的母頭插到樹莓派主板的GPIO接口的6號口和11號口：
將杜邦線另外一頭的公頭插入面包板上：
將led燈的長腳插入11號口線的同一縱排，將led燈的短腳插入6號口線的同一縱排：
插好之后的樣子：
這樣插好之后，全部的電路就連接好了。
這里大家可以自行去網(wǎng)上搜索一下關(guān)于面包板的電路圖，看看為何這樣就可以把線和led燈連接起來了。
看看整體連接的效果：
然后，檢查一下電路的接口是否有錯誤，正確無誤之后就可以啟動樹莓派電腦的電源了：
程序編寫
電腦啟動之后，可以編寫程序了：
啟動文本編輯器，輸入以下代碼，文件保存為led.py
程序執(zhí)行
保存文件之后，運行sudo python led.py看看led燈是否亮了3秒鐘之后熄滅。
如果燈不亮，則按照以下次序進行檢查判斷：
1.首先查看樹莓派主板上的引腳口的編號
是否是11號口，接到面包板上的是對著led燈的長腳
是否是6號口，接到面包板上的是對著led燈的短腳
2.如果接線沒有錯誤，則有可能是led燈壞了
可以采取換一個led燈試試看
或者將11號口的杜邦線的母頭拔出來，插入到1號口，看看led燈是否亮，如果亮了則說明燈和線沒有問題。
3.如果電路都沒有問題，則可能是程序錯誤
逐行檢查代碼，看看是否有遺漏或者錯誤。
4.如果以上都不能讓燈亮起來，那只能去qq群里直接提問了。
看看程序執(zhí)行結(jié)果：
程序每行說明
import RPi.GPIO as GPIO
導入模塊RPI.GPIO，命名為別名為GPIO
如果只寫import RPi.GPIO也是可以的，但是后面用的地方就必須用RPi.GPIO.setmode(RPi.GPIO.BOARD)這樣寫齊全
用別名的方式可以簡化代碼
import time
導入time模塊
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
聲明GPIO使用物理編號方式，也就是11號口就是物理編號11號口
GPIO.setup(11,GPIO.OUT)
聲明11號口是用于輸出模式
為何6號口不用聲明呢，因為它是GND，不可能變化，也就不可能輸入和輸出
GPIO.output(11,True)
設置11號口為高電壓，也就是11號口變?yōu)?.3伏
這行代碼執(zhí)行之后，11號口變?yōu)楦唠妷?，那么根?jù)電路原理，led燈就會亮起來
如果后面沒有代碼了，則led燈會一直亮下去，直到程序修改了輸出或者電腦接口斷電
time.sleep(3)
程序休眠3秒鐘
程序休眠期間，led燈會一直亮著
GPIO.output(11,False)
設置11號口為低電壓，也就是11號口變?yōu)?伏，和GND一樣
這行代碼執(zhí)行之后，11號口變?yōu)榈碗妷海敲锤鶕?jù)電路原理，led燈就會熄滅
GPIO.cleanup()
將所有的GPIO口狀態(tài)恢復為初始化，一般代碼結(jié)束都執(zhí)行此代碼，方便后續(xù)代碼運行都是從初始狀態(tài)開始。
程序整體的功能很簡單：
導入必須的模塊
設置GPIO的編號模式
設置需要用到的GPIO接口的模式
控制GPIO口的電壓狀態(tài)
結(jié)合時間模塊運行出自己想要的結(jié)果
大家要根據(jù)以上基本的代碼以及說明，思考如何修改程序，改變運行功能
課后作業(yè)
1.將休眠時間修改為10秒
2.增加8根線和4個led燈，5個led燈依次亮3秒，循環(huán)10次結(jié)束
往期教程
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