2022年12月13日 星期二

樹莓派-GPIO接脚

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這些接腳的相關特性如下:

  • 電源腳位有 5V (2支)、3.3V (2支)及 GND (8支)。
  • 當輸出腳位時,其電壓分為高電位 3.3V、低電位 0V。
  • 當輸入腳位時,其電壓 < 0.8V 時判斷為低電位、 > 1.3V 時判斷為高電位。
  • 除了GPIO 2、GPIO 3是固定內接上拉電阻,其他腳位可透過程式設定內接上拉或下拉電阻。
  • 單一腳位輸出電流 3mA,電流輸出總和不超過 50mA。

以上為電路特性,比較需要注意的點如下:

  1. 輸入腳位可忍受的電位為 3.3V,若會超過就需要用電源轉換模組或是採用電阻分壓方式,避免將樹莓派弄壞。
  2. 當程式規劃該腳位為輸出時,不可連接輸入特性的裝置接腳,避免造成樹莓派損毀。例如:樹莓派輸出腳位,接上按鈕開關的訊號腳位。

這邊主要介紹兩種接腳編號,用於後續積木程式使用:

  1. 電路板接腳編號(GPIO.BOARD),即上圖中間位置的編號
  2. BCM GPIO編號(GPIO.BCM),即上圖兩側延伸出來的名稱,以GPIO開頭為主。

除了設定腳位為輸入或輸出模式外,單一接腳附加功能或多接腳組合技如下列:

  • PWM (Pulse-Width Modulation)
    • 軟體模擬PWM(Software),適用所有控制腳位。缺點是無法確保輸出的脈寬穩定性。
    • 硬體PWM(Hardware),僅有兩組可用,第一組為GPIO 12、GPIO 18 (此兩接腳輸出一致),第二組為GPIO 13、GPIO 19。
  • UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) 通用非同步收發傳輸器
    • 使用接腳:TX(GPIO 14)、RX(GPIO 15)。
    • 於其他裝置連接時,將樹莓派的TX,連結接其他裝置的RX;樹莓派的RX,連接其他裝置的TX,便可以進行UART序列埠資料傳輸。
  • I2C (Inter-Integrated Circuit)
    • 使用接腳:資料線 SDA(GPIO 2)、時脈線 SCL(GPIO 3)。
    • 另一組為EEPROM使用接腳。
  • SPI (Serial Peripheral Interface)
    • SPI0使用接腳:MOSI(GPIO 10)、MISO(GPIO 9)、SCLK(GPIO 11)、CE0(GPIO 8)、CE1(GPIO 7)。
    • SPI1使用接腳:MOSI(GPIO 20)、MISO(GPIO 19)、SCLK(GPIO 21)、CE0(GPIO 18)、CE1(GPIO 17)、CE2(GPIO 16)。

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