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树莓派如何连接按钮?

在这个项目/教程中,我们将看到如何连接一个简单的按钮到树莓派,以及如何从树莓派的GPIO引脚接受输入。用树莓派接口一个按钮是非常容易的,项目背后的想法是理解背后的界面的概念。

概述

正如我在《如何使用树莓派和Python项目闪烁LED》中提到的,树莓派的GPIO引脚是一个重要的功能,因为它们可以使树莓派与外部物理组件如LED、电机、按钮等连接。

GPIO引脚或通用输入输出引脚,顾名思义,可以配置为输出引脚或输入引脚。

如果它被设置为输出引脚,就像在LED闪烁教程中一样,GPIO引脚像LED一样驱动输出设备。反之,如果将GPIO引脚配置为Input引脚,在本场景中,它将从外部设备读取传入的数据,如Button。

在继续之前,请阅读如何用覆盆子派眨led ?

树莓派的GPIO作为输入

从上面的语句可以看出,如果树莓派想要从外部设备读取值,相应的GPIO引脚必须声明为Input pin。

但是当树莓派的GPIO引脚被声明为Input时,它必须被“绑定”到High或Low,否则它被称为浮动输入引脚。浮动输入是一个被定义为输入并保持原样的引脚。

任何数字输入引脚都是非常敏感的,捕捉即使是最微小的变化,并将pick up杂散电容从你的手指,面包板,空气等。

为了避免这种情况,数字输入引脚必须在上拉或下拉电阻的帮助下绑定到VCC或GND。

下图显示了在上拉和下拉电阻的帮助下,输入拉高和低。在上拉的情况下,输入将始终读取HIGH,当按钮被按下时,它将读取LOW。

树莓派按钮接口GPIO输入

相反,当一个输入引脚下拉时,它将始终读取LOW,而当按钮被按下时,它将读取HIGH。

这种类型的设置确保您可以从开关或按钮获得可靠的读数。确保引脚没有设置为输出和拉高或拉低,因为你可能会对引脚造成严重的损害。

按钮的基本知识

Push Button是最简单的设备,它是最基本的输入设备,可以连接到任何控制器或处理器,如Arduino或树莓派。

一个最简单的按钮由四个终端组成。其中,端子1和2内部相连,端子3和4内部相连。所以,即使你有四个终端,严格来说,你只有两个终端可以使用。

树莓派按钮接口按钮

上图显示了一个简单的按钮,并突出显示了内部连接。

接口按钮与树莓派

在“GPIO作为输入”一节中提到,当一个GPIO引脚被声明为输入时,它必须在上拉电阻或下拉电阻的帮助下连接到VCC或GND。

但是,像Arduino和树莓派这样的现代电路板有内部上拉和内部下拉的功能。在这个特性的帮助下,您不需要物理连接上拉或下拉电阻的输入引脚,但使用软件配置它。

使用这个功能,引脚将从芯片内部拉高或低。

在定义树莓派的GPIO引脚为Input时,在程序中添加额外的语句来激活内部的上拉或下拉。

在这个项目中,通过将按钮与树莓派接口,我们将读取输入脚的状态,并据此打开或关闭LED。

线路图

下图是树莓派按钮界面的电路图。第一个图像是基于Fritzing部分。

树莓派按钮接口电路图

为了更清楚地了解这些连接,下面的接线图将会很有帮助。

树莓派按钮接口接线图

组件的要求

  • 覆盆子π
  • 按钮
  • 5毫米领导
  • 100Ω电阻(1/4瓦)
  • 微型电路试验板
  • 连接电线
  • 电力供应

电路设计

首先,我使用的不是四个终端的按钮,而是两个终端的按钮。这不会有什么不同。按钮的一端连接GND,另一端连接树莓派的物理引脚16 (GPIO23)。

采用5mm LED作为输出器件。LED的阳极(长引线)连接到树莓派的物理引脚18 (GPIO24)。LED的阴极(短引脚)连接到100Ω电阻的一端。

电阻的另一端接GND。

代码

本项目使用Python作为编程语言。Python脚本如下所示。

工作

树莓派按钮界面的工作原理非常简单易懂。当Python脚本运行时,树莓派初始化按钮引脚作为输入,内部上拉和LED引脚作为输出。

现在,它等待Input引脚的状态变化,这只在按钮被按下时发生。如果按下按钮,树莓派将检测到相应引脚上的LOW,并激活LED。

应用程序

  • 将按钮与树莓派连接起来似乎不是一个大工程,但它绝对有助于我们理解从输入引脚读取的概念。
  • 类似的概念可以应用于其他输入设备,如不同类型的传感器(PIR传感器,超声波传感器,触摸传感器,等等)。

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