19、树莓派GPIO硬件控制与Python编程实践

树莓派GPIO硬件控制与Python编程实践

1. LED电流计算

在树莓派的电路中，电阻两端的电压等于GPIO电压（Vgpio = 3.3V）减去特定LED的压降（Vfwd）。利用这个关系，我们可以计算每个LED的电流。
- 红色LED：
- 计算公式：$I = \frac{V}{R} = \frac{V_{gpio}-V_{fwd}}{R_{Limit}}$
- 计算过程：$I = \frac{3.3 - 2}{470} = \frac{1.3}{470} \approx 2.8mA$
- 绿色和蓝色LED：
- 计算公式：$I = \frac{V}{R} = \frac{V_{gpio}-V_{fwd}}{R_{Limit}}$
- 计算过程：$I = \frac{3.3 - 3}{470} = \frac{0.3}{470} \approx 0.64mA$

2. 按钮响应电路

许多树莓派应用需要在不连接键盘和屏幕的情况下触发动作，GPIO引脚为此提供了很好的解决方案。

2.1 准备工作

需要以下设备：
- 2根杜邦母对公转接线
- 迷你面包板（170个连接点）或更大的面包板
- 用于制作开关和瞬时开关的按钮（或用于连接/断开电路的电线）
- 面包板线（实心芯）
- 1k欧姆电阻

2.2 开关类型

• 单刀单掷（SPST）瞬时闭合按钮开关：单极（SP）意味着有一组触点进行连接；单掷（ST）表示开关只在一个位置连接，另一侧断开。瞬时闭合表示按下按钮时开关闭合，释放时自