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树莓派相比成品化的电脑来说有很多独立的GPIO口可供开发使用,可以方便的实现很多实物相关的功能。本文将对树莓派开放给用户的GPIO口的针脚定义、电气特性、启动状态等基础内容做个说明。 GPIO口定义 目前主流的树莓派型号通常都有40针GPIO口可供使用,通常定义如下图: 从图上可以看到树莓派的GPIO主要分为5V、3.3V、接地以及通用GPIO口,其中通用的GPIO口大多又可以复用为其它外设使用(注意GPIO 0和1有特殊作用,一般不要操作)。 对于有桌面环境的Raspbian系统还可以在终端中输入 pinout 来获取针脚定义: 电气特性 树莓派上可供编程使用的GPIO口的电气特性基础的如下 上面表格中我没有填写输出电流参数,树莓派主控芯片的GPIO口输出电流强度是可以配置的(最小2mA,最大16mA,默认为8mA)。这里强度并不是指只能输出设定值的电流,而是能力,比如设定为8mA时也可以输出到16mA,只不过输出电压会下降的比较厉害: 上面是一方面的电流相关因素,另一方面树莓派17个用户IO口总共可以输出实际电流为51mA,即如果各个IO口同时输出的话平均每个IO口输出电流为3mA。 总之输出电流这一项还是需要综合来考虑。 启动状态 树莓派在上电运行进入系统前GPIO会尽经历好几个阶段: 芯片上电时GPIO口会处于带上下拉电阻的输入状态; 由bootrom控制; 由bootcode.bin控制; 由dt-blob.bin控制(设备树文件,该文件用户也可自行编写生成); 由config.txt文件中的GPIO command设置(根据需求自行编写); 特定功能针脚初始化(如UART); 内核/设备树; 对于大部分针脚而言在进入系统后的GPIO口状态其实就是芯片上电时的 带有上下拉电阻的输入状态 ,下面是树莓派4B的IO口功能复用表其中 Default Pull 列即为上电时默认的上下拉状态: 目前其它的同为40Pin的树莓派默认状态基本都是一样的。 |
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