查看: 3261|回复: 5

[教程] zero玩树莓派1

树莓派，是最近在互联网中炒得非常火热的一个词，尤其是在创客眼中树莓派更是极具意义。不清楚树莓派的人或许以为它是一种食品，但其实它却是一台电脑，一台身材只有信用卡大小的PC，能上网冲浪，做个人服务器，等等。朋友圈晒树莓派作品之多令人眼花缭乱，新手们只有羡慕的分。最近一直在学习新一期的国家课程方案，同时坚持探索创客空间的建设和开课；信息技术新版教材pyhton比重加大，python 成为初、高中信息技术教师常挂在嘴边的话题；如果能把树莓派及其配件作为创客实验设备引入信息技术教学，在教程序的同时让孩子们玩一下硬件，未来不可限量；我感觉设备如何挑选尤其重要；举个例子，每个学校的信息技术教师工作量应该在10-14节的周课时，而且很多老师要兼职机房管理维护或是其他后勤任务（如果你很幸运没当班主任，暂时单身，也没其他压力）；但如果今天烧一批LED,明天烧一批板子，因为设备损耗问题疲于奔命，会是怎样的悲催？在这里DF社区无意间搜到了，这款块展板树莓派4B/3B+ IO扩展板；外拓ADC/PWM/IIC，支持树莓派 3B/3B+/4B，兼容DF出品扩展器（文中的LED模块是我15年买的，陪我起经历过4届学生的摧残）；而且这款扩展板介绍了一个很有意思的zero库。

分享zero库入门案例LED亮灯，欢迎老师们讨论留言.

一、教学目标
1.熟悉树莓派gpio接口

2.python编程实现点亮LED灯

二、实验设备
1.树莓派 *1https://www.dfrobot.com.cn/goods-1976.html
2.树莓派扩展板*1 https://www.dfrobot.com.cn/goods-2041.html
3.LED模块*1https://www.dfrobot.com.cn/goods-72.html
(2-3两个设备取代面包板，LED, 杜邦线 , 电阻，完美解决接线的烦恼)

硬件晒图
zero玩树莓派1图1

LED模块连接扩展板的17号口（红接正，黑接负，绿接数据线）
zero玩树莓派1图2

此处参考wiki教程
zero玩树莓派1图4

BCM和BOARD定义接口规则示意图

zero玩树莓派1图7

三、程序实操

引入，小学生阶段学习过 scatch，对LED并不陌生，可以借助模块代码，解释、过渡问题。
zero玩树莓派1图3

树莓派步骤
1.以pyhton 3为基础，GPIO开发需要的库（大部分系统已默认安装好）

常用库和模块参考安装命令

sudo apt install python3-gpiozero （安装gpiozerozero库）

sudo apt-get install python3-rpi.gpio（安装RPi.GPIO模块）

sudo apt-get install wiringpi（安装wiringpi库，方便用gpio readall看端口，C语言开发功能此文不再介绍）

wiringpi库和RPi.GPIO模块，不明之处可自行请教度娘

gpiozero库
树莓派基金会的Ben Nuttal以及Dave Jones和其他贡献者编写的一个用来处理树莓派GPIO设备的接口。zero是零的意思，也有初级入门的含义，所以gpiozero库的宗旨就是为了降低使用树莓派gpio的门槛，相比于其他操纵树莓派引脚gpio的库，gpiozero用户体验更加友好，更加直观和简单。scratch图形化编程积木块编程当然降低了编程的难度，抽象的程度足够高，gpiozero就是像scratch一样，具有非常高抽象程度的，可以更加直观的控制树莓派gpio的第三方python库。gpiozero定义了诸如LED，Button，Motor等，与现实世界的传感器和硬件直接映射，跟使用常见的模块化编程软件有相同的体验，极大的降低了使用难度。

树莓派镜像默认安装了GPIO Zero库，无需额外安装。

zero玩树莓派1图6

2.程序编辑器，高手都用vim，但是考虑到初、高中学生的实际情况，改用nano编辑器编写代码

运行命令 nano led1.py

zero库代码
from gpiozero import LED #导入zero库
from time import sleep  #导入time库
led = LED(17)       #zero采用BCM规则定义端口
while True:       #循环程序
led.on()    #高电平/亮灯
sleep(1)    #延时1秒
led.off()    #低电平/亮灯
sleep(1)    #延时1秒

zero玩树莓派1图5

RPi.GPIO模块（BOARD规则定义接口）

#coding=utf-8
import RPi.GPIO as GPIO # 导入GPIO库
import time  #导入time库
GPIO.setmode(GPIO.BOARD) #定义BOARD接口规则
GPIO.setup(11, GPIO.OUT) #设置11号端口
while True:
      GPIO.output(11, GPIO.HIGH) # 11号端口高电平，亮灯
      time.sleep(1)       #延时1秒
      GPIO.output(11, GPIO.LOW) #11号端口低电平，关灯
      time.sleep(1)       #延时1秒

RPi.GPIO模块（BCM规则定义接口）
#coding=utf-8
import RPi.GPIO as GPIO # 导入GPIO库
import time  #导入time库
GPIO.setmode(GPIO.BCM) #定义BOARD接口规则
GPIO.setup(17, GPIO.OUT) #设置11端口
while True:
      GPIO.output(17, GPIO.HIGH)  # 11号端口高电平，亮灯
      time.sleep(1)       #延时1秒
      GPIO.output(17, GPIO.LOW)  #11号端口低电平，关灯
      time.sleep(1)       #延时1秒

四、程序验证

输入命令 sudo python led1.py

使用道具举报