使用Raspberry Pi和Python打开和关闭LED。
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本教程是致力于使用Raspberry Pi的GPIO端口控制电子组件的系列文章中的第一篇。
如您所知，Raspberry Pi具有称为GPIO（通用输入输出）的端口，可用于控制许多电子组件。
在本教程中，我们将看到如何使用这些GPIO端口通过Raspberry Pi控制LED。
必要的设备
要遵循本教程，您将需要以下材料：
可以完全遵循本教程，而无需焊接任何组件。
另外，您将需要在SD卡上安装Raspbian，并有一种直接通过键盘/鼠标/屏幕或通过SSH控制Raspberry Pi的方法。
GPIO的基础知识
GPIO端口是物理端口，通常为方形金属引脚形式，允许传输电信号。
GPIO端口传输相对二进制的信号（无电流或无电流）。对于Raspberry Pi，GPIO端口的工作电压为3.3 V，约为20 mA。
因此，GPIO端口是通信或控制物理元素的简单方法。
Raspberry Pi的最新型号具有40个GPIO连接器，这些连接器根据特定用途分为不同类别。
- 电源+：持续供电
- GND：接地=接地
- I2C：同步串行协议
- SPI：其他同步串行协议
- UART：异步协议+串行到并行通信转换。
- GPIO：通用端口，可以选择转换为I2C或SPI。
GPIO端口编号为1到40，从右上方按住Raspberry pi GPIO端口时从左上方开始。这就是所谓的“ Board”编号模式。存在另一种基于处理器寻址的编号模式，称为“ BCM”模式。
在本教程的上下文中，我们将仅使用GPIO和GND类型端口以及“板”编号。
将LED连接到Raspberry Pi
为了建立连接，我们将使用以下组件：LED，电阻器，面包板和Raspberry。
本教程的第一步是设计将LED连接到Raspberry Pi的电路。不用担心，这非常简单，我们将不必绘制复杂的图表！
如何选择电阻？
首先要知道的是，LED必须始终使用电阻。这是因为LED具有所谓的“阈值电压”。简而言之，电流过大会导致LED立即烧坏，因此电阻器是一种保护。
因此，我们将不得不选择使用哪种电阻。为此，有一个数学公式可计算要使用的电阻器的尺寸。
Rmin = (Ualim - Uled) / Imax除非您在物理课上有一些好的剩菜，否则我想这不会使您走得太远。小说明：
- Rmin：最小使用电阻，以欧姆（Ω）表示
- Ualim：电源电压，以伏特（V）表示
- Uled：LED阈值电压，以伏特（V）表示
- Imax：LED的最大强度，以安培（A）表示
如前所述，我们的GPIO提供3.3 V和20 mA。LED的最大强度为20 mA（20 mA = 0.020 A），阈值电压为1.5和1.9 V.
因此，公式如下：
Rmin = (3.3 - 1.5) / 0.020因此，我们获得90Ω的最小电阻，我们将舍入为100Ω。我们将通过选择一个270电阻（或330归一化值）来腾出空间，从而保护我们免受GPIO上可能出现的电流峰值的影响。
要找到电阻值，有两种可能性：
- 这在将LED固定在一起的纸条上有注明。
- 您需要读取电阻上的色环以计算其值。您会在线找到教程和网站来帮助您。（100Ω=棕-黑-棕色，270Ω=红-紫色-棕色和330Ω=橙-橙色-棕色）
将LED连接到Raspberry Pi的GPIO
现在我们知道要使用哪个电阻，我们只需要将所有东西都连接到Raspberry Pi。
为此，请使用两根杜邦公/母电缆，我们将选择红色的电缆作为电源，选择黑色的电缆作为接地线（这是惯例）。
将红色电缆连接到GPIO端口7，将黑色电缆连接到GPIO 6。
将两条电缆分别连接到面包板上，并分开几行。将红色电缆连接到LED的阳极（细长或长脚），将电阻器的一根脚连接到阴极（LED的另一根脚，因此是短脚），再将电阻器的另一根脚连接到黑色电缆。
提示：难以记住哪个腿是阳极，哪个腿是阴极？简单的助记符，伸长的阳极进料！
不太清楚吗？不要惊慌，“画一点比说长话还好！”
如果您想确保一切正常，可以进行一些简单的测试。从GPIO＃7拔下红色电缆，然后将其插入＃1。这将永久提供3.3 V电压，如果接线正确，则LED会亮起:)！
编写程序以使用Raspberry控制LED
现在我们的电路已经准备就绪，我们只需要编写程序来控制GPIO端口以打开和关闭LED。
为此，我们将使用Python编程语言。在本教程中，我们将保持非常基础的知识，并且仅给出一个程序示例，说明如何使用它以及如何工作。
因此，这不是Python课程。但是，如果您愿意，我们最近发布了Python入门课程，该课程将教您如何使用Python为您的项目编写自己的程序！
所以创建一个文件夹 /home/pi/electronic 和一个文件 led.py 在该文件夹中，然后在其中写入以下代码：
请注意，后面的文字 # 是用于解释代码功能的注释，但对程序没有影响。除了前两行外，您不必复制它。
#!/usr/bin/env python3
#-- coding: utf-8 --
import RPi.GPIO as GPIO #Importe la bibliothèque pour contrôler les GPIOs
GPIO.setmode(GPIO.BOARD) #Définit le mode de numérotation (Board)
GPIO.setwarnings(False) #On désactive les messages d'alerte
LED = 7 #Définit le numéro du port GPIO qui alimente la led
GPIO.setup(LED, GPIO.OUT) #Active le contrôle du GPIO
state = GPIO.input(LED) #Lit l'état actuel du GPIO, vrai si allumé, faux si éteint
if state : #Si GPIO allumé
GPIO.output(LED, GPIO.LOW) #On l’éteint
else : #Sinon
GPIO.output(LED, GPIO.HIGH) #On l'allume完成后，我们将使程序可执行。为此，只需运行以下命令：
chmod +x /home/pi/electronic/led.py
您所要做的就是通过像这样调用脚本来运行脚本：
/home/pi/electronic/led.py
每次运行脚本时，如果LED熄灭，则LED会点亮；如果打开，则熄灭。
有了它，您现在知道了使用Raspberry Pi打开和关闭LED的基本知识。您要做的就是修改代码以适合您的需求。为此，请随时查阅我们的Python课程！
您所要做的就是继续阅读本系列的下一个教程，并使用Raspberry Pi阅读RFID卡！
