树莓派GPIO与RPi.GPIO库的基础知识

树莓派（Raspberry Pi）是一款被广泛用于学习和开发的小型单板计算机，它的GPIO（通用输入输出）引脚可以用来连接各种电子组件，如传感器、电机等。在树莓派上使用GPIO引脚进行开发，通常需要使用RPi.GPIO库来控制和读取引脚的状态。本文将介绍树莓派GPIO和RPi.GPIO库的基础知识，并提供一些使用例子。

首先，我们需要了解树莓派的GPIO引脚。树莓派上有40个GPIO引脚，它们以BCM（Broadcom）引脚编号和物理引脚编号的方式来进行标识。BCM引脚编号是通过BCM芯片上的引脚编号来标识的，而物理引脚编号是通过树莓派GPIO扩展接口上的引脚编号来标识的。在RPi.GPIO库中，我们可以使用BCM引脚编号或物理引脚编号来选择引脚。

接下来，我们需要了解RPi.GPIO库的使用方法。首先，我们需要在Python脚本中导入RPi.GPIO库：

import RPi.GPIO as GPIO

然后，我们需要设置GPIO引脚的模式，可以是输入模式（GPIO.IN）或输出模式（GPIO.OUT）：

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(pin, GPIO.IN)

在输入模式下，我们可以读取引脚的状态：

state = GPIO.input(pin)

在输出模式下，我们可以设置引脚的状态为高电平（GPIO.HIGH）或低电平（GPIO.LOW）：

GPIO.output(pin, GPIO.HIGH)

最后，我们需要在程序结束时清理GPIO引脚的设置：

GPIO.cleanup()

下面是一个简单的使用RPi.GPIO库控制LED灯的例子：

import RPi.GPIO as GPIO
import time

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
led_pin = 18
GPIO.setup(led_pin, GPIO.OUT)

try:
    while True:
        GPIO.output(led_pin, GPIO.HIGH)
        time.sleep(1)
        GPIO.output(led_pin, GPIO.LOW)
        time.sleep(1)
except KeyboardInterrupt:
    GPIO.cleanup()

在上面的例子中，我们将18号引脚设置为输出模式，并循环控制LED灯的亮灭状态。按下Ctrl+C键时，程序将捕获到KeyboardInterrupt异常，并执行GPIO.cleanup()来清理GPIO引脚的设置。

除了控制LED灯，我们还可以使用RPi.GPIO库来读取按钮的状态。下面是一个简单的使用RPi.GPIO库读取按钮状态的例子：

import RPi.GPIO as GPIO

GPIO.setmode(GPIO.BCM)
button_pin = 17
GPIO.setup(button_pin, GPIO.IN)

try:
    while True:
        if GPIO.input(button_pin) == GPIO.HIGH:
            print("Button pressed")
except KeyboardInterrupt:
    GPIO.cleanup()

在上面的例子中，我们将17号引脚设置为输入模式，并循环读取按钮的状态。如果按钮被按下，GPIO.input(button_pin)的返回值将为GPIO.HIGH，程序将输出"Button pressed"。

综上所述，树莓派的GPIO引脚可以通过RPi.GPIO库进行控制和读取。通过学习和掌握树莓派GPIO和RPi.GPIO库的基础知识，可以实现更多有趣和实用的电子项目。