使用 Raspberry Pi 最令人兴奋的入门活动之一，是你在普通 PC 或笔记本电脑上无法做到的事情——让现实世界发生一些事情，例如闪烁 LED 或控制电机。如果你以前做过类似的事情，你可能使用 Python 和 RPi.GPIO 库来完成，这个库已被用于无数项目中。现在有一种更简单的方法与物理组件交互：一种新的友好的 Python API，称为 GPIO Zero。
照片由 Giles Booth 拍摄。经许可使用
我最近写了关于 Raspberry Pi Zero，这款 5 美元的计算机以及经济实惠硬件世界的最新成员。虽然名称相似，但 GPIO Zero 和 Raspberry Pi Zero 项目是无关的，并且没有耦合。GPIO Zero 库旨在在所有 Raspberry Pi 型号上工作，并且与 Python 2 和 Python 3 兼容。
RPi.GPIO 库非常基础，提供了所有基本功能，可以使用 Pi 的 GPIO 引脚做简单的事情——将引脚设置为输入或输出，读取输入，将输出设置为高电平或低电平等等。GPIO Zero 构建在此之上，并为日常组件提供了一系列简单的接口，因此，无需将引脚 2 设置为高电平来打开 LED，你只需拥有一个 LED 对象并将其打开即可。
GPIO 端口标签 – 来自 rasp.io/portsplus
入门
使用 GPIO Zero，你需要导入你正在使用的接口的名称，例如： from gpiozero import LED 此外，你必须正确连接你正在使用的任何组件，并将它们连接到 GPIO 引脚。请注意，某些引脚分配给 3V3、5V 和 GND；少数是特殊用途，其余是通用用途。有关更多信息，请参阅 pinout.xyz，或使用 端口标签
使用以下代码闪烁 LED
from gpiozero import LED
from time import sleep
led = LED(17)
while True:
led.on()
sleep(1)
led.off()
sleep(1)
或者，使用 LED 的 blink() 方法，但请确保使用 signal.pause() 使程序保持运行状态，如下所示
from gpiozero import LED from signal import pause led = LED(17) led.blink() pause()
输出设备
除了基本的 LED 接口，以及 on()、off()、toggle() 和 blink() 方法外，GPIO Zero 还为蜂鸣器和电机提供了类，它们的工作方式类似
from gpiozero import Buzzer, Motor
from time import sleep
buzzer = Buzzer(14)
motor = Motor(forward=17, backward=18)
while True:
motor.forward()
sleep(10)
motor.backward()
buzzer.beep()
sleep(10)
buzzer.off()
还有用于 PWMLED 的接口（控制亮度而不仅仅是开/关），以及用于 RGB LED 的接口，RGB LED 是一种包含红色、绿色和蓝色部分的 LED，使用每个部分的亮度来提供全彩色控制。
甚至还有交通信号灯的接口。提供红色、琥珀色和绿色灯连接的引脚编号，然后使用以下代码控制
lights = TrafficLights(2, 3, 4) lights.on() lights.off() lights.blink() lights.green.on() lights.red.on()
等等。
输入设备
最简单的输入设备是按钮，提供的接口可以轻松地通过按钮按下来控制程序
from gpiozero import Button
button = Button(14)
while True:
if button.is_pressed:
print("Pressed")
使用按钮按下控制程序的另一种方法是使用 wait_for_press
button.wait_for_press()
print("pressed")
这会暂停程序，直到按下按钮，然后继续。或者，你可以将操作连接到按钮按下，而不是轮询按钮状态
button.when_pressed = led.on button.when_released = led.off
在这里，方法 led.on 作为按钮按下时要运行的操作传入，而 led.off 作为按钮释放时要运行的操作传入。这意味着当按下按钮时，LED 亮起，当释放按钮时，LED 熄灭。除了使用其他 GPIO Zero 对象方法外，你还可以使用自定义函数
def hello():
print("Hello")
def bye():
print("Bye")
button.when_pressed = hello
button.when_released = bye 现在，每次按下按钮时，都会调用 hello 函数并打印“Hello”。当释放按钮时，它会打印“Bye”。
以这种方式使用自定义函数可能是运行一组 GPIO 指令（例如交通信号灯序列）的好方法
def sequence():
lights.green.off()
lights.amber.on()
sleep(1)
lights.amber.off()
lights.red.on()
sleep(20)
lights.amber.on()
sleep(1)
lights.green.on()
lights.amber.off()
lights.red.off()
lights.green.on()
button.when_pressed = sequence
现在，当按下按钮时，交通信号灯将从绿灯变为红灯，然后等待 20 秒，然后再变回红灯，就像通常的方式一样。
传感器
将按钮换成另一个输入设备，例如基本传感器，可以开启有趣项目的世界。使用运动传感器代替按钮
from gpiozero import MotionSensor sensor = MotionSensor(15)
然后使用 sensor.if_motion、sensor.wait_for_motion 和 sensor.when_motion。为光线传感器提供了类似的接口。
模拟设备
Raspberry Pi 没有原生模拟输入引脚，但你可以轻松连接 ADC（模数转换器）并访问模拟输入设备（例如 电位器）并读取它们的值
from gpiozero import MCP3008
pot = MCP3008()
while True:
print(pot.value)
电位器返回 0 到 1 的值，这意味着你可以轻松地将它们连接到输出设备
from gpiozero import PWMLED, MCP3008
led = PWMLED(4)
pot = MCP3008()
while True:
led.value = pot.value
现在 LED 的亮度直接由电位器值控制。
或者，GPIO Zero 的一个巧妙功能允许你直接将两个设备连接在一起，而无需在循环内不断更新。每个输出设备都有一个 source 属性，它可以读取值的无限生成器。所有设备（输入和输出）都有一个 values 属性，它是一个无限生成器，始终产生设备的当前值
from gpiozero import PWMLED, MCP3008 led = PWMLED(4) pot = MCP3008() led.source = pot.values
这与前面的示例完全相同，只是不需要 while 循环。
你可以将多个模拟输入连接到同一个 ADC（MCP3008 芯片提供 8 个通道）。此示例使用三个电位器，允许使用相同的方法控制 RGB LED 中的每个颜色通道
led = RGBLED(red=2, green=3, blue=4) red_pot = MCP3008(channel=0) green_pot = MCP3008(channel=1) blue_pot = MCP3008(channel=2) led.red.source = red_pot.values led.green.source = green_pot.values led.blue.source = blue_pot.values
这使你可以将三个电位器用作 RGB LED 的混色器。
捆绑接口
与 TrafficLights 接口类似，还有其他用于组件捆绑的接口，特别是用于常用简单附加板的接口。
通用 LED 板或 LED 集合，可以一起或单独控制
from gpiozero import LEDBoard lights = LEDBoard(2, 3, 4, 5, 6) lights.on() lights.off() lights.leds[1].on() lights.leds[3].toggle() lights.leds[5].on() lights.leds[2].blink() lights.leds[4].blink()
Ryanteck TrafficHAT
from gpiozero import TrafficHat hat = TrafficHat() hat.on() hat.off() hat.lights.blink() hat.buzzer.on() hat.button.when_pressed = hat.lights.on hat.button.when_released = hat.lights.off
请注意，TrafficHat 接口不需要一组引脚编号，因为它们已经在类中定义。
连接两个电机并制作一个底盘，你就拥有了自己的 Raspberry Pi 机器人
from gpiozero import Robot robot = Robot(left=(4, 14), right=(17, 18)) robot.forward() robot.backward() robot.reverse() robot.left() robot.forward() robot.stop()
将所有东西都归零
既然有一套以 Zero 命名的项目，为什么不结合使用它们呢？使用 GPIO Zero 和 PyGame Zero 编程的 Pi Zero 供电机器人怎么样？
GPIO Zero 和 PyGame Zero 确实可以很好地协同工作——非常适合为 GPIO 组件创建屏幕界面。
照片由 ItsAll_Geek2Me 拍摄。经许可使用。
立即尝试！
GPIO Zero 已包含在 12 月以来的 Raspbian Jessie 镜像中，因此你可以从 raspberrypi.org/downloads 获取副本。如果你有较旧的镜像，请使用以下命令安装它
sudo apt-get update sudo apt-get install python3-gpiozero python-gpiozero
打开 IDLE 并在 REPL 中进行原型设计，或创建一个文件来保存你的脚本。你也可以使用常规 Python shell，或安装 IPython 并使用它。
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