基本用法
以下示例演示了 GPIO Zero 库的部分功能。请注意,所有配方都是假设 Python 3 编写的。在 Python 2 下可能也能运行,但并不保证!
导入 GPIO Zero
在 Python 中,脚本中使用的库和函数必须在文件顶部按名称导入,Python 默认内置的函数除外。
例如,要使用 GPIO Zero 中的 Button
接口,必须明确导入:
from gpiozero import Button
现在 Button
可以直接在脚本中使用了:
button = Button(2)
或者,也可以导入整个 GPIO Zero 库:
import gpiozero
在这种情况下,对 GPIO Zero 中所有项目的引用都必须加上前缀:
button = gpiozero.Button(2)
引脚编号
该库的 GPIO 引脚使用 Broadcom (BCM) 引脚编号,而非物理 (BOARD) 编号。与 RPi.GPIO 库不同的是,它不可配置。不过,可以通过为引脚编号提供前缀来转换其他方案(见下文)。
下图中任何标有 GPIO
的引脚都可以用作引脚编号。例如,如果 LED 连接到 GPIO17
,则应将引脚编号指定为 17
,而不是 11
:
如果希望使用物理(BOARD)编号,则可将引脚编号指定为 BOARD11
。如果您熟悉 wiringPi 引脚编号(另一种物理布局),可以使用 WPI0
来代替。最后,还可以将引脚指定为 header:number
(头:编号),例如 J8:11
表示头 J8(现代 Pis 上的 GPIO 头)上的物理引脚 11
。因此,以下几行都是等价的:
led = LED(17)
led = LED("GPIO17")
led = LED("BCM17")
led = LED("BOARD11")
led = LED("WPI0")
led = LED("J8:11")
请注意,这些备用方案只是转换。如果您在命令行上请求设备状态,相关引脚编号将始终以 Broadcom (BCM) 方案报告:
led = LED("BOARD11")
led
<gpiozero.LED object on pin GPIO17, active_high=True, is_active=False>
在本手册中,我们将按照上图所示的 Broadcom (BCM) 布局使用默认的整数引脚编号。
LED (LED
)
反复打开和关闭 LED
:
from gpiozero import LED
from time import sleep
red = LED(17)
while True:
red.on()
sleep(1)
red.off()
sleep(1)
或者
from gpiozero import LED
from signal import pause
red = LED(17)
red.blink()
pause()
Python 脚本结束时会终止进程,GPIO 可能会被重置。请使用 signal.pause()
使脚本继续运行。更多信息,请参阅 如何保持脚本运行?
亮度可变的 LED
任何普通 LED 都可以使用 PWM(脉宽调制)设置其亮度值。在 GPIO Zero 中,可以使用 PWMLED
(亮度值在 0 和 1 之间)来实现这一功能:
from gpiozero import PWMLED
from time import sleep
led = PWMLED(17)
while True:
led.value = 0 # off
sleep(1)
led.value = 0.5 # half brightness
sleep(1)
led.value = 1 # full brightness
sleep(1)
与连续闪亮和熄灭类似,PWMLED
也可以脉冲(连续淡入淡出):
from gpiozero import PWMLED
from signal import pause
led = PWMLED(17)
led.pulse()
pause()
按钮 (Button
)
检查 Button
是否被按下:
from gpiozero import Button
button = Button(2)
while True:
if button.is_pressed:
print("Button is pressed")
else:
print("Button is not pressed")
等待按下按钮后再继续:
from gpiozero import Button
button = Button(2)
button.wait_for_press()
print("Button was pressed")
每次按下按钮都运行一个功能:
from gpiozero import Button
from signal import pause
def say_hello():
print("Hello!")
button = Button(2)
button.when_pressed = say_hello
pause()
请注意,button.when_pressed = say_hello
这一行并不运行 say_hello
函数,而是创建一个指向按下按钮时要调用的函数的引用。意外使用 button.when_pressed = say_hello()
,会将 when_pressed
操作设置为 None
(该函数的返回值),这意味着按下按钮时什么也不会发生。
同样,按钮释放也可以附加功能:
from gpiozero import Button
from signal import pause
def say_hello():
print("Hello!")
def say_goodbye():
print("Goodbye!")
button = Button(2)
button.when_pressed = say_hello
button.when_released = say_goodbye
pause()
按钮 控制 LED
按下 Button
时打开 LED
:
from gpiozero import LED, Button
from signal import pause
led = LED(17)
button = Button(2)
button.when_pressed = led.on
button.when_released = led.off
pause()
或者
from gpiozero import LED, Button
from signal import pause
led = LED(17)
button = Button(2)
led.source = button
pause()
按钮 控制 摄像头
使用 button.when_pressed = camera.capture
来触发 PiCamera
拍照是行不通的,因为 capture()
方法需要一个 输出
参数。不过,可以使用无需参数的自定义函数来实现:
from gpiozero import Button
from picamera import PiCamera
from datetime import datetime
from signal import pause
button = Button(2)
camera = PiCamera()
def capture():
camera.capture(f'/home/pi/{datetime.now():%Y-%m-%d-%H-%M-%S}.jpg')
button.when_pressed = capture
pause()
另一个例子是使用一个按钮来启动和停止摄像头预览,另一个按钮用来捕捉:
from gpiozero import Button
from picamera import PiCamera
from datetime import datetime
from signal import pause
left_button = Button(2)
right_button = Button(3)
camera = PiCamera()
def capture():
camera.capture(f'/home/pi/{datetime.now():%Y-%m-%d-%H-%M-%S}.jpg')
left_button.when_pressed = camera.start_preview
left_button.when_released = camera.stop_preview
right_button.when_pressed = capture
pause()
关机按钮
Button
类还提供了在按住按钮一定时间后运行函数的功能。本示例将在按住按钮 2 秒时关闭 Raspberry Pi:
from gpiozero import Button
from subprocess import check_call
from signal import pause
def shutdown():
check_call(['sudo', 'poweroff'])
shutdown_btn = Button(17, hold_time=2)
shutdown_btn.when_held = shutdown
pause()
LED板 (LEDBoard
)
使用 LEDBoard
可以访问 LED 集合:
from gpiozero import LEDBoard
from time import sleep
from signal import pause
leds = LEDBoard(5, 6, 13, 19, 26)
leds.on()
sleep(1)
leds.off()
sleep(1)
leds.value = (1, 0, 1, 0, 1)
sleep(1)
leds.blink()
pause()
使用 pwm=True
的 LEDBoard
可以控制每个 LED 的亮度:
from gpiozero import LEDBoard
from signal import pause
leds = LEDBoard(5, 6, 13, 19, 26, pwm=True)
leds.value = (0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0)
pause()
在 高级 LEDBoard 方案 中查看更多 LEDBoard
示例。
LED条形图 (LEDBarGraph
)
使用 LEDBarGraph
可以像条形图一样处理 LED 集合:
from gpiozero import LEDBarGraph
from time import sleep
graph = LEDBarGraph(5, 6, 13, 19, 26, 20)
graph.value = 1 # (1, 1, 1, 1, 1, 1)
sleep(1)
graph.value = 1/2 # (1, 1, 1, 0, 0, 0)
sleep(1)
graph.value = -1/2 # (0, 0, 0, 1, 1, 1)
sleep(1)
graph.value = 1/4 # (1, 0, 0, 0, 0, 0)
sleep(1)
graph.value = -1 # (1, 1, 1, 1, 1, 1)
sleep(1)
由于 LED 只能在 pwm=False
时开启或关闭(默认值),因此数值基本上是四舍五入的。
不过,在 pwm=True
时使用 LEDBarGraph
可以使用 LED 亮度获得更精确的数值:
from gpiozero import LEDBarGraph
from time import sleep
graph = LEDBarGraph(5, 6, 13, 19, 26, pwm=True)
graph.value = 1/10 # (0.5, 0, 0, 0, 0)
sleep(1)
graph.value = 3/10 # (1, 0.5, 0, 0, 0)
sleep(1)
graph.value = -3/10 # (0, 0, 0, 0.5, 1)
sleep(1)
graph.value = 9/10 # (1, 1, 1, 1, 0.5)
sleep(1)
graph.value = 95/100 # (1, 1, 1, 1, 0.75)
sleep(1)