《树莓派实战秘籍》——1.14　技巧14初学GPIO

本节书摘来异步社区《树莓派实战秘籍》一书中的第1章，第1.14节，作者：【美】Ruth Suehle ,Tom Callaway，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看

1.14　技巧14初学GPIO

树莓派实战秘籍
GPIO代表通用输入/输出（GPIO，General-Purpose Input/Output），因为有了它们，你的树莓派在本书中的许多技巧才成为可能。这个技巧将为你掀起它们的神秘面纱1。

树莓派包含了一些你可能早已熟悉的连接器（以太网、HDMI、音频，以及USB等），它还有一个26pin（两排13针）的排针用来直接连接较底层的设备。这些引脚被称为GPIO，它们是可编程的输入/输出管脚，可用于广泛的用途。

实际上，这意味着我们使用这些GPIO引脚几乎可以把任何东西连接到树莓派。在树莓派上这些引脚的接头被标注为P1，如图1-5所示：

够简单了吧？好了，这里有一点点混乱的地方：在树莓派上存在着两种给GPIO引脚编号的方式。

1.14.1 带编号的引脚丝印

标记GPIO引脚的第一种方法是参考树莓派主板上P1接头的引脚数。在图1-5中的引脚中，引脚1是下面一行中左起第一个引脚，引脚2是上面一行中左起第一个引脚，以此类推，其他引脚交替向右延伸。如果用表格的方式，主板引脚号看上去就如表1-5所示：

通过其主板标注号来标记树莓派的GPIO引脚，这种方法很容易通过查看硬件来理解。如果你使用这个编号方案，你可以使用主板标记作为引脚前缀，如“P1-”。

1.14.2 BCM标注法

但树莓派GPIO引脚的另外一种标注系统使用了Broadcom片上系统的频道号，这个系统被称为BCM系统，它是实际使用中的最为常见的系统。尤其是因为GPIO引脚在不同型号及不同版本的树莓派中的连接方式并不相同，所以它们在不同型号或版本中用引脚顺序标注并不具有互换性。

表1-6显示了BCM引脚标记和表1-5中所示的引脚之间的映射关系（适用于B型树莓派的版本2，这也是本书撰写时的当前版本）。

让我们挖掘得更深一些。正如你可以从标注上看到的那样，一些引脚被预配置为特殊的用途。标记为3.3V和5V的是电源引脚，使用了电压值作为标记，GND引脚提供了电路接地，BCM引脚2（P1-03）和引脚3（P1-05）被预先设置为提供I2C总线1，BCM引脚14（P1-08）和15（P1-10）被配置来提供一个串行终端，BCM引脚18（P1-12）则支持脉冲宽度调制（PWM，Pulse-Width Modulation）。

由于以上这些原因（以及因为它也是互联网上最常用的树莓派的GPIO标注方案），本书采用了BCM引脚标注法。

我们意识到这可能会在给Pi连接多个设备的时候造成混淆，但请参阅下一节获取一种聪明的方式来帮助你记住这些引脚的关系。

1.14.3 标注你自己的GPIO引脚

GPIO应该是简单的，但是共同标注计划（BCM，common labeling scheme）是如此的混乱，以致让人很容易忘记。这里有一个简单的技巧可以确保让你总是记住哪个引脚该在哪里。

Simon Monk博士曾经有个问题：他希望可以临时连接各种连线到树莓派的GPIO引脚上，但是每次他想这么做的时候，他都不得不上网去查BCM的引脚标注，接下来还要倒着数引脚以找到正确的那只。虽然听上去很容易，但很容易出错，而且相信我们，你很可能会犯他曾经犯过的错误。

为了解决这个问题，他创造了一种叫做树莓叶的方式（如图1-6所示）。树莓叶是树莓派GPIO引脚的一张完美尺寸的缩放图，而BCM标注就在这些GPIO引脚旁边。

你可以复印并使用该图像作为参考，但从本书的Git仓库或Monk博士的网站的原始PDF链接2下载可能更容易。