Raspberry Pi 硬件（一）

GPIO 和 40 针接头

Raspberry Pi 的一个强大功能是沿着电路板顶部边缘的一排 GPIO（通用输入/输出）引脚。40 针 GPIO 接头在所有当前的 Raspberry Pi 板上都可以找到，尽管它在 Raspberry Pi Zero、Raspberry Pi Zero W 和 Raspberry Pi Zero 2 W 上没有填充。所有电路板上的GPIO接头均具有0.1英寸（2.54毫米）的引脚间距。

任何GPIO引脚都可以在软件中指定为输入或输出引脚，并用于各种用途。

注意	GPIO引脚编号方案不按数字顺序排列。GPIO 引脚 0 和 1 存在于电路板上（物理引脚 27 和 28），但保留用于高级用途。

电压

电路板上有两个 5V 引脚和两个 3.3V 引脚，以及一些无法重新配置的接地引脚 （GND）。其余引脚均为通用3.3V引脚，这意味着输出设置为3.3V，输入容限为3.3V。

输出

指定为输出引脚的GPIO引脚可以设置为高电平（3.3V）或低电平（0V）。

输入

指定为输入引脚的GPIO引脚可以读取为高电平（3.3V）或低电平（0V）。使用内部上拉或下拉电阻器可以更轻松地做到这一点。引脚 GPIO2 和 GPIO3 具有固定的上拉电阻，但对于其他引脚，可以在软件中进行配置。

其他GPIO功能

除了简单的输入和输出设备外，GPIO引脚还可以与各种替代功能一起使用。某些功能在所有引脚上都可用，其他功能在特定引脚上可用：

• PWM（脉宽调制）

  • 所有引脚均提供软件 PWM

  • 硬件PWM可用于GPIO12、GPIO13、GPIO18、GPIO19

• SPI的

  • SPI0：MOSI （GPIO10）;味噌 （GPIO9）;SCLK （GPIO11）;CE0 （GPIO8）， CE1 （GPIO7）

  • SPI1：MOSI （GPIO20）;味噌 （GPIO19）;SCLK （GPIO21）;CE0 （GPIO18）;CE1 （GPIO17）;CE2 （GPIO16）

• I2C的

  • 数据：（GPIO2）;时钟 （GPIO3）

  • EEPROM数据：（GPIO0）;EEPROM时钟（GPIO1）

• 串行

  • TX （GPIO14）;接收 （GPIO15）

查看 Raspberry Pi 的 GPIO 引脚排列

通过打开终端窗口并运行命令引脚排列，可以在 Raspberry Pi 上访问 GPIO 参考。此工具由 GPIO Zero Python 库提供，该库默认安装在 Raspberry Pi OS 中。
警告：虽然将简单组件连接到 GPIO 引脚是安全的，但要小心接线方式。LED 应具有电阻器以限制通过它们的电流。不要将 5V 用于 3.3V 组件。不要将电机直接连接到GPIO引脚，而应使用H桥电路或电机控制器板。

权限

若要使用 GPIO 端口，用户必须是 gpio 组的成员。默认情况下，默认用户帐户是成员，但您必须使用以下命令手动添加其他用户：

sudo usermod -a -G gpio <username>

Python 中的 GPIO

使用 GPIO Zero 库可以轻松使用 Python 控制 GPIO 设备。该库在 gpiozero.readthedocs.io 上进行了全面记录。

发光二极管

以下示例代码控制连接到 GPIO17 的 LED：

from gpiozero import LED
from time import sleep

led = LED(17)

while True:
    led.on()
    sleep(1)
    led.off()
    sleep(1)

在像 Thonny 这样的 IDE 中运行它，LED 将反复闪烁。
LED 方法包括on() 、off() 、toggle() 和blink() 。

按钮

以下示例代码读取连接到 GPIO2 的按钮的状态：

from gpiozero import Button
from time import sleep

button = Button(2)

while True:
    if button.is_pressed:
        print("Pressed")
    else:
        print("Released")
    sleep(1)

按钮功能包括属性 is_pressed 和 is_held;回调when_pressed、when_released和when_held;以及方法 wait_for_press（） 和 wait_for_release。

按钮和 LED

以下示例代码读取连接到 GPIO2 的按钮的状态，并在按下该按钮时点亮连接到 GPIO17 的 LED：

from gpiozero import LED, Button

led = LED(17)
button = Button(2)

while True:
    if button.is_pressed:
        led.on()
    else:
        led.off()

或者：

from gpiozero import LED, Button

led = LED(17)
button = Button(2)

while True:
    button.wait_for_press()
    led.on()
    button.wait_for_release()
    led.off()

或：

from gpiozero import LED, Button

led = LED(17)
button = Button(2)

button.when_pressed = led.on
button.when_released = led.off

走得更远

您可以在 Raspberry Pi Press 出版的 Simple Electronics with GPIO Zero 一书中找到有关如何使用 GPIO Zero Python 库对连接到 Raspberry Pi 的电子设备进行编程的更多信息。本书将引导您开始使用 GPIO Zero 库，并通过构建一系列项目来引导您如何使用它。
您可以免费下载本书的 PDF 文件，它已根据 Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported （CC BY NC-SA） 许可发布。

原理图和机械图纸

各种 Raspberry Pi 板版本的原理图：

Raspberry Pi 5

• 机械图纸，PDF

• Raspberry Pi 5 的 STEP 文件

Raspberry Pi 4 Model B

• 原理图，修订版 4.0

• 机械图纸，PDF

• 机械图纸，DXF

Raspberry Pi 3 Model B+

• 原理图，修订版 1.0

• 机械图纸，PDF

• 机械图纸，DXF

• 案例图纸，PDF

Raspberry Pi 3 Model B

• 原理图，修订版 1.2

• 机械图纸，PDF

• 机械图纸，DXF

Raspberry Pi 2 Model B

• 原理图，修订版 1.2

Raspberry Pi 1 Model B+

• 原理图，修订版 1.2

• 机械图纸，PDF

• 机械图纸，DXF

Raspberry Pi 3 Model A+

• 原理图，修订版 1.0

• 机械图纸，PDF

• 案例图纸，PDF

注意	Raspberry Pi 3 Model A+ 的机械图纸也适用于 Raspberry Pi 1 Model A+。

Raspberry Pi 1 Model A+

• 原理图，修订版 1.1

Raspberry Pi Zero

• 原理图，修订版 1.3

• 机械图纸，PDF

• 案例图纸，PDF - 空白盖

• 案例图纸，PDF - GPIO盖

• 案例图纸，PDF - 相机盖

Raspberry Pi Zero W

• 原理图，修订版 1.1

• 机械图纸，PDF