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高阶用法

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！

LED板 (LEDBoard)​

您可以逐个遍历 LEDBoard 对象中的 LED：

from gpiozero import LEDBoard
from time import sleep

leds = LEDBoard(5, 6, 13, 19, 26)

for led in leds:
    led.on()
    sleep(1)
    led.off()

LEDBoard 还支持索引。这意味着你可以使用 leds[i] 访问单个 LED 对象，其中 i 是一个从 0 到（不包括）LED 数量的整数：

from gpiozero import LEDBoard
from time import sleep

leds = LEDBoard(2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

leds[0].on()  # first led on
sleep(1)
leds[7].on()  # last led on
sleep(1)
leds[-1].off()  # last led off
sleep(1)

这也意味着您可以使用切片来访问 LED 的子集：

from gpiozero import LEDBoard
from time import sleep

leds = LEDBoard(2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

for led in leds[3:]:  # leds 3 and onward
    led.on()
sleep(1)
leds.off()

for led in leds[:2]:  # leds 0 and 1
    led.on()
sleep(1)
leds.off()

for led in leds[::2]:  # even leds (0, 2, 4...)
    led.on()
sleep(1)
leds.off()

for led in leds[1::2]:  # odd leds (1, 3, 5...)
    led.on()
sleep(1)
leds.off()

在构建 LEDBoard 对象时，可以对其 LED 对象进行命名。这意味着可以通过名称访问各个 LED：

from gpiozero import LEDBoard
from time import sleep

leds = LEDBoard(red=2, green=3, blue=4)

leds.red.on()
sleep(1)
leds.green.on()
sleep(1)
leds.blue.on()
sleep(1)

LEDBoard 对象还可以嵌套在其他 LEDBoard 对象中：

from gpiozero import LEDBoard
from time import sleep

leds = LEDBoard(red=LEDBoard(top=2, bottom=3), green=LEDBoard(top=4, bottom=5))

leds.red.on() ## both reds on
sleep(1)
leds.green.on()  # both greens on
sleep(1)
leds.off()  # all off
sleep(1)
leds.red.top.on()  # top red on
sleep(1)
leds.green.bottom.on()  # bottom green on
sleep(1)

多字符7段显示屏​

上一章演示的 7 段显示器通常有多字符版本（通常 4 个字符）。这种显示屏是多路复用的，即 LED 引脚通常与单字符显示屏相同，但所有字符共享。然后，每个字符都有自己的公共线路，该线路可以接地（在共阴极显示屏的情况下），以启用该特定字符。通过快速依次激活每个字符，可以使眼睛误以为同时显示了四个不同的字符。

在此类电路中，您不应试图将单个字符（在有小数点的情况下，可能有多达 8 个 LED 处于激活状态）的所有电流都汇入单个 GPIO。相反，应使用一些适当的晶体管（或类似元件，如光耦合器）将数字的阴极与地相连，并通过 GPIO 控制该元件。

7段多字符显示屏 接线图115510101515202025253030353540404545505055556060AABBCCDDEEFFGGHHIIJJRaspberry Pi Model 2 v1.1© Raspberry Pi 2014http://www.raspberrypi.orgPowerHDMIAudioUSB 2xUSB 2xETHERNETDSI (DISPLAY)CSI (CAMERA)GPIO

该电路演示了一个 4 字符 7 段（实际上是 8 段，带小数点）显示屏，由 Pi 的 GPIO 控制，4 个 2N-3904 NPN 晶体管控制数字。

注意

强烈建议您查看特定多字符 7 段显示器的数据表。这些显示器的引脚输出差别很大，很可能与上面面包板上显示的不同。因此，下面提供了该电路的原理图，请根据您的显示器进行调整。

7段多字符显示屏 数据表2121212121217 SEGMENT4DIGITYOUNGSUNABCDEFGDPABCDEFGDPABCDEFGDPABCDEFGDPCOLAPOS2DIG26DIG38DIG44COL-A10APOS-A14A16B13C3D5E11F15G7DP12COL-C9APOS-C1DIG1212112312312312321212121GPIO14UART0_TXDGPIO15UART0_RXDGPIO18PCM_CLKGPIO23GPIO24GPIO25GPIO8SPI0_CE0_NGPIO7SPI0_CE1_NID_SC I2C ID EEPROM GPIO12GPIO16GPIO20GPIO21GPIO2SDA1I2CGPIO3SCL1I2CGPIO4GPIO17GPIO27GPIO22GIPO10 SPI0_MOSI GPIO9SPI0_MISOGPIO11SPI0_SCLKID_SD I2C ID EEPROMGPIO5GPIO5GPIO6GPIO13GPIO19GPIO26GND3V35VRaspberryPiModel 2 v1.1R1-R8330ΩQ1-Q42N 3904R9-R1233kΩ

以下代码可用于在显示屏上滚动信息：

from itertools import cycle
from collections import deque
from gpiozero import LEDMultiCharDisplay
from signal import pause

display = LEDMultiCharDisplay(
    LEDCharDisplay(22, 23, 24, 25, 21, 20, 16, dp=12), 26, 19, 13, 6)

def scroller(message, chars=4):
    d = deque(maxlen=chars)
    for c in cycle(message):
        d.append(c)
        if len(d) == chars:
            yield ''.join(d)

display.source_delay = 0.2
display.source = scroller('GPIO 2ER0    ')
pause()

谁在家指示灯​

使用一些 绿-红 LED 灯对，可以根据能成功 ping 到的 IP 地址显示谁在家。请注意，前提是每个人的手机都在家庭路由器上预留了 IP 地址。

from gpiozero import PingServer, LEDBoard
from gpiozero.tools import negated
from signal import pause

status = LEDBoard(
    mum=LEDBoard(red=14, green=15),
    dad=LEDBoard(red=17, green=18),
    alice=LEDBoard(red=21, green=22)
)

statuses = {
    PingServer('192.168.1.5'): status.mum,
    PingServer('192.168.1.6'): status.dad,
    PingServer('192.168.1.7'): status.alice,
}

for server, leds in statuses.items():
    leds.green.source = server
    leds.green.source_delay = 60
    leds.red.source = negated(leds.green)

pause()

或者，使用 STATUS Zero 板

from gpiozero import PingServer, StatusZero
from gpiozero.tools import negated
from signal import pause

status = StatusZero('mum', 'dad', 'alice')

statuses = {
    PingServer('192.168.1.5'): status.mum,
    PingServer('192.168.1.6'): status.dad,
    PingServer('192.168.1.7'): status.alice,
}

for server, leds in statuses.items():
    leds.green.source = server
    leds.green.source_delay = 60
    leds.red.source = negated(leds.green)

pause()

Travis构建LED指示灯​

使用 LED 指示灯来显示 Travis 构建的状态。绿灯表示测试通过，红灯表示构建失败：

from travispy import TravisPy
from gpiozero import LED
from gpiozero.tools import negated
from time import sleep
from signal import pause

def build_passed(repo):
    t = TravisPy()
    r = t.repo(repo)
    while True:
        yield r.last_build_state == 'passed'

red = LED(12)
green = LED(16)

green.source = build_passed('gpiozero/gpiozero')
green.source_delay = 60 * 5  # check every 5 minutes
red.source = negated(green)

pause()

请注意，此方案需要 travispy。使用 sudo pip3 install travispy 安装。

按钮控制机器人​

除了简单方案中的示例外，你还可以使用四个按钮对方向进行编程，并添加第五个按钮来依次处理它们，就像 Bee-Bot 或 Turtle 机器人一样。

from gpiozero import Button, Robot, Motor
from time import sleep
from signal import pause

robot = Robot(Motor(17, 18), Motor(22, 23))

left = Button(2)
right = Button(3)
forward = Button(4)
backward = Button(5)
go = Button(6)

instructions = []

def add_instruction(btn):
    instructions.append({
        left:     (-1, 1),
        right:    (1, -1),
        forward:  (1, 1),
        backward: (-1, -1),
    }[btn])

def do_instructions():
    instructions.append((0, 0))
    robot.source_delay = 0.5
    robot.source = instructions
    sleep(robot.source_delay * len(instructions))
    del instructions[:]

go.when_pressed = do_instructions
for button in (left, right, forward, backward):
    button.when_pressed = add_instruction

pause()

用两个电位器控制机器人​

使用两个电位器控制机器人的左右电机速度：

from gpiozero import Robot, Motor, MCP3008
from gpiozero.tools import zip_values
from signal import pause

robot = Robot(left=Motor(4, 14), right=Motor(17, 18))

left_pot = MCP3008(0)
right_pot = MCP3008(1)

robot.source = zip_values(left_pot, right_pot)

pause()

要包括反方向，可将电位器值从 0->1 缩放至 -1->1：

from gpiozero import Robot, Motor, MCP3008
from gpiozero.tools import scaled
from signal import pause

robot = Robot(left=Motor(4, 14), right=Motor(17, 18))

left_pot = MCP3008(0)
right_pot = MCP3008(1)

robot.source = zip(scaled(left_pot, -1, 1), scaled(right_pot, -1, 1))

pause()
提示

请注意，上面的示例需要 Python 3。在 Python 2 中，zip() 不支持惰性求值，因此脚本会直接挂起。

BlueDot LED​

BlueDot 是一个 Python 库和一个 Android 应用程序，可让您轻松为 Raspberry Pi 项目添加蓝牙控制功能。一个使用 BlueDot 应用程序控制 LED 的简单示例：

from bluedot import BlueDot
from gpiozero import LED

bd = BlueDot()
led = LED(17)

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

请注意，此配方需要使用 bluedot 和相关的 Android 应用程序。有关安装说明，请参阅 BlueDot 文档。

BlueDot 机器人​

您可以创建一个由蓝牙控制的机器人，按下时机器人向前移动，松开时机器人停止：

from bluedot import BlueDot
from gpiozero import Robot, Motor
from signal import pause

bd = BlueDot()
robot = Robot(left=Motor(4, 14), right=Motor(17, 18))

def move(pos):
    if pos.top:
        robot.forward(pos.distance)
    elif pos.bottom:
        robot.backward(pos.distance)
    elif pos.left:
        robot.left(pos.distance)
    elif pos.right:
        robot.right(pos.distance)

bd.when_pressed = move
bd.when_moved = move
bd.when_released = robot.stop

pause()

或者更高级的例子，包括控制机器人的速度和精确方向：

from gpiozero import Robot, Motor
from bluedot import BlueDot
from signal import pause

def pos_to_values(x, y):
    left = y if x > 0 else y + x
    right = y if x < 0 else y - x
    return (clamped(left), clamped(right))

def clamped(v):
    return max(-1, min(1, v))

def drive():
    while True:
        if bd.is_pressed:
            x, y = bd.position.x, bd.position.y
            yield pos_to_values(x, y)
        else:
            yield (0, 0)

robot = Robot(left=Motor(4, 14), right=Motor(17, 18))
bd = BlueDot()

robot.source = drive()

pause()

控制Pi自身的LED灯​

注意

译注：这个示例在 Bookworm 中不可行，因新系统很多信息都变了。为保持与译文原版内容的一致性，这里继续保留其文字。

某些型号的 Pi（特别是 A+、B+ 和 2B）可以控制电源和活动 LED。这对于测试 GPIO 功能非常有用，无需连接自己的 LED 灯（这也是因为电源和活动 LED 灯是 "已知良好" 的）。

首先，您需要禁用内置 LED 的常规触发器。这可以通过以下命令在终端完成：

echo none | sudo tee /sys/class/leds/led0/trigger
echo gpio | sudo tee /sys/class/leds/led1/trigger

现在你可以用 gpiozero 控制 LED 灯了：

from gpiozero import LED
from signal import pause

power = LED(35) # /sys/class/leds/led1
activity = LED(47) # /sys/class/leds/led0

activity.blink()
power.blink()
pause()

要将 LED 指示灯恢复原状，可以重启 Pi 或运行以下命令：

echo mmc0 | sudo tee /sys/class/leds/led0/trigger
echo input | sudo tee /sys/class/leds/led1/trigger
提示

在 Pi Zero 上，您可以使用此配方控制活动 LED，但没有单独的电源 LED 可控（值得注意的是，活动 LED 为低电平有效，因此在构建 LED 组件时应设置 active_high=False）。

在最初的 Pi 1（型号 A 或 B）上，活动 LED 可以用 GPIO16 控制（如上所述禁用其触发器后），但电源 LED 是硬接线接通的。

在 Pi 3 上，LED 由 GPIO 扩展器控制，目前还不能通过 gpiozero 访问该扩展器。

中文翻译版以英文版相同知识授权方式共享：BSD-3-Clause。交流 Q群：498908352

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