23、树莓派输入输出接口全解析

树莓派输入输出接口全解析

1. 内部电阻配置

在树莓派的GPIO引脚使用中，内部电阻配置是一个重要的因素。例如，当按照特定方式连接时，Pin 7 具有启用的内部上拉电阻，经过计算其内部上拉电阻值约为 48.6 kΩ。

在确定内部下拉电阻值时，可以使用一个 100 kΩ 的电阻，连接方式有两种：
- 从 GPIO 引脚连接到 GND。
- 从 GPIO 引脚连接到 3.3 V 电源。

在设计输入/输出电路时，需要考虑这些电阻值对电路行为的影响，并且在某些情况下能够改变内部电阻配置，甚至可以为特定电路关闭它们。另外，Pin 3 (GPIO2) 和 Pin 5 (GPIO3) 在 PCB 上有两个永久的 1.8 kΩ “强” 上拉电阻（R23 和 R24）。

每个引脚除了可以配置上拉或下拉电阻外，还有不同的模式，即 ALT 模式。

2. 与直流供电电路的接口

树莓派本身为输入和输出电路提供所需的电源，但这些电路能够提供或吸收的电流受到树莓派规格的限制。因此，通常需要连接由外部电源供电的电路。

在将树莓派连接到有自己电源的电路（如高功率 LED、汽车报警器、车库开门器）时，必须非常小心。设计电路时应确保在树莓派断电时，不会尝试从树莓派的 GPIOs 获取电流或将电流灌入其中。此外，最好避免电路和树莓派共享 GND 连接，以防电路或其电源出现问题。

一个很好的解决方案是使用低成本的光耦合器来设计电路，使树莓派与外部供电电路之间没有任何电气连接。例如，可以使用一个 NPN 晶体管与光耦合器组成达林顿对，来控制外部供电电路负载的开关。

下面是一个简单的