0x02 使用按钮输入

【目标】

  • 理解通过GPIO获得输入信息的基本方法
  • 通过程序捕获输入信息

【所需素材】

  • LED x 1
  • 270Ω电阻 x 2
  • 6x6x5 毫米轻触开关 x 1
2脚轻触开关

【基本原理】

上一篇我们点亮了一只LED,是使用GPIO的输出功能。

这一篇,我们用GPIO的输入功能来获得一个按钮的状态。

按钮的原理大家都懂,有连通和断开两个状态, 这样,我们就可以用按钮把数据PIN和一个GND链接起来。

当按钮按下,线路连通,相当于数据PIN得到了一个低电平的状态。

当按钮释放,线路断开,数据PIN处于空载状态。

这里补充一个上拉电阻的概念,如果理解起来比较困难,可以跳过,

树莓派可以通过软件的方式实现上拉,不需要我们自己接线,我们的程序也通过软件来实现上拉电阻。

简单的说,就是把数据PIN和电源Pin的正极使用一个电阻连起来,让数据PIN获得一个高电平。如图1

图1 上拉电阻

Logic Gate这里可以理解为树莓派的数据PIN,

当开关(Switch)闭合时,由于LogicGate与Vin之间有电阻存在,LogicGate与GND相连,LogicGate得到一个接近0V的电压,既低电平。

当开关(Switch)断开时,LogicGate通过电阻与Vin相连,LogicGate获得的是接近Vin电压的电平,既高电平。

【硬件连接】

共用GND

【程序实现】

#include <wiringPi.h>

/*
 +-----+-----+---------+------+---+---Pi 3---+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 |     |     |    3.3v |      |   |  1 || 2  |   |      | 5v      |     |     |
 |   2 |   8 |   SDA.1 | ALT0 | 1 |  3 || 4  |   |      | 5v      |     |     |
 |   3 |   9 |   SCL.1 | ALT0 | 1 |  5 || 6  |   |      | 0v      |     |     |
 |   4 |   7 | GPIO. 7 |   IN | 1 |  7 || 8  | 1 | ALT5 | TxD     | 15  | 14  |
 |     |     |      0v |      |   |  9 || 10 | 1 | ALT5 | RxD     | 16  | 15  |
 |  17 |   0 | GPIO. 0 |   IN | 0 | 11 || 12 | 0 | IN   | GPIO. 1 | 1   | 18  |
 |  27 |   2 | GPIO. 2 |   IN | 0 | 13 || 14 |   |      | 0v      |     |     |
 |  22 |   3 | GPIO. 3 |   IN | 0 | 15 || 16 | 0 | IN   | GPIO. 4 | 4   | 23  |
 |     |     |    3.3v |      |   | 17 || 18 | 0 | IN   | GPIO. 5 | 5   | 24  |
 |  10 |  12 |    MOSI | ALT0 | 0 | 19 || 20 |   |      | 0v      |     |     |
 |   9 |  13 |    MISO | ALT0 | 0 | 21 || 22 | 0 | IN   | GPIO. 6 | 6   | 25  |
 |  11 |  14 |    SCLK | ALT0 | 0 | 23 || 24 | 1 | OUT  | CE0     | 10  | 8   |
 |     |     |      0v |      |   | 25 || 26 | 1 | OUT  | CE1     | 11  | 7   |
 |   0 |  30 |   SDA.0 |   IN | 1 | 27 || 28 | 1 | IN   | SCL.0   | 31  | 1   |
 |   5 |  21 | GPIO.21 |   IN | 1 | 29 || 30 |   |      | 0v      |     |     |
 |   6 |  22 | GPIO.22 |   IN | 1 | 31 || 32 | 0 | IN   | GPIO.26 | 26  | 12  |
 |  13 |  23 | GPIO.23 |   IN | 0 | 33 || 34 |   |      | 0v      |     |     |
 |  19 |  24 | GPIO.24 |   IN | 0 | 35 || 36 | 0 | IN   | GPIO.27 | 27  | 16  |
 |  26 |  25 | GPIO.25 |   IN | 0 | 37 || 38 | 0 | IN   | GPIO.28 | 28  | 20  |
 |     |     |      0v |      |   | 39 || 40 | 0 | IN   | GPIO.29 | 29  | 21  |
 +-----+-----+---------+------+---+----++----+---+------+---------+-----+-----+
 | BCM | wPi |   Name  | Mode | V | Physical | V | Mode | Name    | wPi | BCM |
 +-----+-----+---------+------+---+---Pi 3---+---+------+---------+-----+-----+
*/

#define LED 29
#define BTN 11

int main(void)
{
	wiringPiSetup();
	pinMode(LED, OUTPUT);
	pinMode(BTN, INPUT);
	pullUpDnControl(BTN, PUD_UP);   // 上拉到高电平

	while(1) {
		digitalWrite(LED, !digitalRead(BTN));     // 当按钮按下去时,PIN取得低电平,为了实现按下去点亮LED的效果,我们把PIN的状态取反然后赋值给LED的PIN。
		delay(5); // 延迟5ms,否则不停的循环读写PIN状态,会占满一个CPU。
	}

	return 0;
}

【实现效果】

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