GPIO是什么？
GPIO（General-Purpose Input/Output）是树莓派上的通用输入输出引脚，相当于树莓派与外部世界的“接口”——你可以用它控制LED亮灭、驱动电机转动，也能读取传感器的数据（比如温湿度、人体红外）。树莓派4B有40个GPIO引脚，每个引脚都有特定功能，但大部分可以作为通用引脚自由使用。
先搞懂引脚编号：BOARD vs BCM
新手最容易栽在“引脚编号”上——树莓派的GPIO有两种编号方式，一定要选一种并坚持用：
| BOARD编号（物理引脚） | BCM编号（芯片引脚） | 功能描述 |
|---|---|---|
| 11 | GPIO17 | 通用IO |
| 12 | GPIO18 | PWM输出 |
| 13 | GPIO27 | 通用IO |
| 15 | GPIO22 | 通用IO |
| 16 | GPIO23 | 通用IO |
| 18 | GPIO24 | 通用IO |
| 22 | GPIO25 | 通用IO |
- BOARD：按物理引脚顺序编号（从左到右、从上到下数），适合新手（不用记芯片编号）。
- BCM：按Broadcom芯片的内部编号，编程时更常用（比如Python库默认用BCM）。
举个例子：如果你要接LED到“BOARD 11”引脚，对应的BCM编号是GPIO17——编程时用GPIO.setmode(GPIO.BCM)，然后指定引脚为17即可。
准备工具：新手必买清单
控制GPIO不需要复杂器材，基础套装就能玩起来：
– 树莓派（推荐4B或Zero W，系统用Raspberry Pi OS）
– 面包板+杜邦线（公对公、公对母，方便连接）
– LED灯（任意颜色，长脚是阳极，短脚是阴极）
– 电阻（220Ω～1kΩ，保护LED不被烧坏）
– 传感器（可选：HC-SR501人体红外、DHT11温湿度）
第一次玩GPIO：控制LED闪烁
先从最简单的“LED闪烁”开始，学会电路连接和基础编程。
电路连接步骤（以BCM 17为例）：
- 树莓派断电（重要！避免短路）。
- LED长脚（阳极）接杜邦线，连到树莓派的GPIO17（BOARD 11）。
- LED短脚（阴极）接电阻一端，电阻另一端接树莓派的GND（比如BOARD 6）。
- 通电树莓派，准备编程。
Python代码（用RPi.GPIO库）：
先安装库：
sudo apt update && sudo apt install python3-rpi.gpio
然后写一个blink.py：
import RPi.GPIO as GPIO
import time
# 1. 设置引脚编号方式（选BCM）
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
# 2. 定义LED连接的引脚（BCM 17）
LED_PIN = 17
# 3. 设置引脚为输出模式（要控制LED亮灭，所以是OUT）
GPIO.setup(LED_PIN, GPIO.OUT)
try:
print("LED开始闪烁，按Ctrl+C退出...")
while True:
GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH) # 输出高电平→点亮LED
time.sleep(1) # 等待1秒
GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW) # 输出低电平→熄灭LED
time.sleep(1) # 等待1秒
except KeyboardInterrupt:
# 4. 清理GPIO设置（避免下次使用出错）
GPIO.cleanup()
print("程序退出，GPIO已清理")
运行代码（需要sudo权限，因为GPIO需要root访问）：
sudo python3 blink.py
看到LED每秒闪烁一次？恭喜你，完成了第一个GPIO项目！
常见问题：新手踩过的坑
1. LED不亮？检查这3点：
- 编号错了：用了BCM 17却接了BOARD 12？重新核对引脚表！
- 正负极反了：LED长脚没接GPIO？把LED反过来试试。
- 没接电阻：直接连LED会短路，赶紧加220Ω电阻！
2. 提示“Permission denied”？
运行脚本时加sudo——GPIO属于系统资源，需要管理员权限。
3. 按Ctrl+C退出后，LED还亮着？
没加GPIO.cleanup()！这个函数会把引脚恢复到默认状态，一定要加在except里。
实战项目1：人体红外传感器控制LED
用HC-SR501人体红外传感器做个“有人来了就亮灯”的小装置，更贴近实际应用。
元件与连接：
- HC-SR501传感器：VCC接树莓派5V，GND接GND，OUT接BCM 18（BOARD 12）。
- LED：连接方式和之前一样（BCM 17）。
Python代码：
import RPi.GPIO as GPIO
import time
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
# 定义引脚
PIR_PIN = 18 # 人体红外传感器的OUT引脚
LED_PIN = 17 # LED引脚
# 设置PIR为输入模式（读传感器数据），LED为输出模式
GPIO.setup(PIR_PIN, GPIO.IN)
GPIO.setup(LED_PIN, GPIO.OUT)
try:
print("传感器初始化中...（2秒）")
time.sleep(2) # 传感器需要2秒预热
print("开始检测人体...")
while True:
if GPIO.input(PIR_PIN) == GPIO.HIGH:
print("有人！LED亮5秒")
GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)
time.sleep(5) # 保持亮5秒
else:
GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)
time.sleep(0.1) # 减少CPU占用
except KeyboardInterrupt:
GPIO.cleanup()
运行后，走到传感器前，LED会自动亮5秒——是不是很有成就感？
实战项目2：DHT11温湿度检测
用DHT11传感器读取环境温湿度，数据会打印在终端上。
元件与连接：
- DHT11传感器：VCC接5V，GND接GND，DATA接BCM 4（BOARD 7）。
安装库：
sudo pip3 install adafruit-circuitpython-dht
Python代码：
import adafruit_dht
import board
import time
# 初始化DHT11传感器（DATA引脚接board.D4→BCM 4）
dht11 = adafruit_dht.DHT11(board.D4)
try:
while True:
try:
# 读取温湿度
temperature = dht11.temperature
humidity = dht11.humidity
print(f"当前温度: {temperature}°C, 湿度: {humidity}%")
except RuntimeError:
# 传感器偶尔会读错数据，忽略重试
print("读取错误，重试...")
time.sleep(2)
continue
time.sleep(5) # 每5秒读一次
except KeyboardInterrupt:
print("退出程序")
运行后，终端会每隔5秒输出一次温湿度——你可以把数据存到文件里，或者推送到手机（进阶玩法）。
进阶：用GPIO Zero简化编程
如果你觉得RPi.GPIO库太繁琐，可以试试GPIO Zero——它是树莓派官方推荐的简化库，代码更简洁：
比如控制LED闪烁，用GPIO Zero只要3行：
from gpiozero import LED
from time import sleep
led = LED(17) # 直接指定BCM编号
while True:
led.toggle() # 切换LED状态（亮→灭→亮）
sleep(1)
是不是比RPi.GPIO简单多了？新手可以从GPIO Zero入门，再学底层库。
安全提示：别搞坏树莓派！
- 不要接5V到GPIO：GPIO引脚最大承受3.3V，接5V会烧坏芯片！
- 断电再接线：带电插拔元件容易短路，轻则烧元件，重则烧树莓派。
- 用合适的电源：树莓派4B需要5V/3A的电源，用手机充电器可能导致电压不稳。
最后：继续玩点更酷的
学会了基础，可以尝试更复杂的项目：
– 用GPIO控制步进电机（比如让小风扇转起来）。
– 用继电器控制家电（比如自动开关灯）。
– 结合MQTT，用手机远程控制GPIO。
GPIO是树莓派的“灵魂”——通过它，你可以把树莓派变成任何智能设备的核心。慢慢玩，你会发现更多乐趣！
原创文章，作者：，如若转载，请注明出处：https://zube.cn/archives/328