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gpiozero 使用说明

本文列出已在Muse Pi Pro上调试过的GPIO模块及使用说明，可供开发者参考。

1. 环境搭建​

（1）安装系统依赖

sudo apt update 
sudo apt install -y libopenblas-dev \
python3-dev \
python3-venv \
libcjson-dev libasound2-dev python3-gpiozero

（2）创建python虚拟环境

设置spacemit python pip源：

pip config set global.index-url https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
pip config set global.extra-index-url https://git.spacemit.com/api/v4/projects/33/packages/pypi/simple

创建虚拟环境：

python3 -m venv ~/gpioenv
source ~/gpioenv/bin/activate

安装python依赖：

pip install gpiozero pyserial

安装成功则显示：

Installing collected packages: pyserial, lgpio, setuptools, colorzero, gpiozero
Successfully installed colorzero-2.0 gpiozero-2.0.5 lgpio-0.2.2.0 pyserial-3.5 setuptools-78.1.0

注意 gpiozero 的版本必须 ≥ 2.0.5

2.设备引脚布局​

进迭时空官方参考链接：MUSE Pi Pro 用户使用指南

Muse Pi Pro开发板引脚示意图如下所示：

在编程时，引脚编号请使用GPIO后面的数字。

也可以在终端输入以下命令便捷查看：

source ~/gpioenv/bin/activate
pinout

输出：

3.从Python使用GPIO​

3.1 LED控制​

3.1.1 硬件连接​

绿色杜邦线连接到GPIO 70控制引脚。

通过N型MOS管控制LED灯，从左到右的引脚为 G、D、S。

3.1.2 设备测试​

以下示例代码控制连接到GPIO70的LED：

from gpiozero.pins.lgpio import LGPIOFactory
from gpiozero import Device
Device.pin_factory = LGPIOFactory(chip=0)

from gpiozero import LED
import time

pin_number = 70

led1 = LED(pin_number)

try:
    while True:
        # 设置 GPIO 70 为高电平
        led1.on()
        print(f"GPIO {pin_number} ON")
        time.sleep(1)  # 等待 1 秒

        # 设置 GPIO 70 为低电平
        led1.off()
        print(f"GPIO {pin_number} OFF")
        time.sleep(1)  # 等待 1 秒

except KeyboardInterrupt:
    # 捕捉 Ctrl+C 并退出
    print("Exiting")

led1.close()

新建一个 led.py 文件并粘贴上面的代码。

sudo chmod 666 /dev/gpiochip0
source ~/gpioenv/bin/activate
python led.py

运行脚本之后，LED灯将以 1s 的间隔时间闪烁。

注： 开发板上的GPIO的驱动能力通常较弱，因此不建议将LED等功率器件直接接在引脚上。建议您给GPIO引脚加上一个大于10千欧的上拉电阻，然后使用三极管或者MOS管控制LED等设备的通断。

3.1.3 代码解释​

当您在进迭时空的开发板上使用gpiozero库时，建议在程序的开头加上以下代码：

from gpiozero.pins.lgpio import LGPIOFactory
from gpiozero import Device
Device.pin_factory = LGPIOFactory(chip=0) # 显式指定/dev/gpiochip0

这段代码显式地指定了gpiozero库使用lgpio库作为底层的引脚工厂。

lgpio是针对linux更底层的GPIO控制库，虽然gpiozero默认使用lgpio，但为了保证gpiozero在SpacemiT开发板上的正常工作，建议显示地指定引脚工厂。

当您尝试移植树莓派官方例程时，建议您在其示例代码的开头加上上述三行代码，同时注意引脚编号的差异。

3.2 PWMLED​

硬件连接方式与3.1节相同。

以下示例代码控制连接到GPIO70的LED，并输出PWM实现一个呼吸灯：

from gpiozero.pins.lgpio import LGPIOFactory
from gpiozero import Device
Device.pin_factory = LGPIOFactory(chip=0)
from gpiozero import PWMLED
from signal import pause

pin_number = 70

print(f"PWM {pin_number}")
led = PWMLED(pin_number)

led.pulse()

pause()

通过IDE或者终端执行上述python脚本， 您应该可以看到LED灯逐渐由亮变暗然后由暗变亮。

注意gpiozero输出的pwm为软件模拟pwm，在驱动舵机时会出现抖动的现象。如果需要获得与单片机一样的稳定效果，应该使用硬件pwm。硬件pwm的使用方法参考 外设模块参考说明 4.5.2 PWM使用示例

3.3 读取按钮状态​

3.3.1 硬件连接​

3.3.2 设备测试​

以下示例代码读取连接到GPIO70的按钮的状态：

from gpiozero.pins.lgpio import LGPIOFactory
from gpiozero import Device
Device.pin_factory = LGPIOFactory(chip=0)

from gpiozero import Button
from signal import pause

pin_number = 70

print(f"Button {pin_number}")

def say_hello():
    print("Hello! Pressed")

def say_goodbye():
    print("Goodbye! Released")

button = Button(pin_number)

button.when_pressed = say_hello
button.when_released = say_goodbye

pause()

通过IDE或者终端执行上述python脚本，反复按下按键，您应该可以看到如下输出：

➜  testmy python3 testbutton.py
Button 70
Hello! Pressed
Goodbye! Released
Hello! Pressed
Goodbye! Released

请参考GPIO了解更多。