张高兴的 .NET IoT 入门指南:（二）GPIO 的使用

什么是 gpio

GPIO 是 General Purpose Input Output 的缩写，即“通用输入输出”。Raspberry Pi 有两列 GPIO 引脚， Raspberry Pi 通过这两行引脚进行一些硬件上的扩展，与传感器进行交互等等。

Raspberry Pi B+/2B/3B/3B+/Zero 引脚图

简单的讲，每一个 GPIO 引脚都有两种模式：输出模式（OUTPUT）和输入模式（INPUT）。输出模式类似于一个电源，Raspberry Pi 可以控制这个电源是否向外供电，比如打开外部的 LED 小灯，当然最有用的还是向外部设备发送信号。和输出模式相反，输入模式是接收外部设备发来的信号。其中还包含两种特殊的输入模式：上拉输入（INPUT_PULLUP）和下拉输入（INPUT_PULLDOWN）。上拉输入就是内部的上拉电阻接 VCC ，将该引脚设置为高电平，下拉输入则相反。

GPIO 通常采用标准逻辑电平，即高电平和低电平，用二进制 0 和 1 表示。在这两值中间还有阈值电平，即高电平和低电平之间的界限。Arduino 会将 -0.5 ~ 1.5 V 读取为低电平，3 ~ 5.5 V 读取为高电平， Raspberry Pi 未查到相关资料。GPIO 还可用于中断请求，即设置 GPIO 为输入模式，值达到相应的要求时进行中断。

相关类

GPIO 操作主要依赖于 GpioController 类 。这个类位于 System.Device.Gpio 名称空间下。

// GpioController 即 GPIO 控制器// GPIO 引脚依靠 GpioController 初始化public class GpioController : IGpioController, IDisposable{    // 构造函数    public GpioController();    // PinNumberingScheme 即引脚编号方案，是一个枚举类型，包含 Board 和 Logical 两个值。    // 可以看上方的 Raspberry Pi 引脚图，以 GPIO 17 为例，如果实例化时选 Logical ，那么打开引脚时需要填写 17。    // 如果实例化时选 Board ，那么打开引脚时需要填写右侧灰色方框内的值，即 11 。    public GpioController(PinNumberingScheme numbering);    // GpioDriver 用于指定要使用的 GPIO 驱动，比如 libgpiod 或 sysfs    public GpioController(PinNumberingScheme numberingScheme, GpioDriver driver);    // 方法    // 打开 GPIO 引脚    // pinNumber 需要填写和 PinNumberingScheme 相对应的值。    // PinMode 是设置 GPIO 的模式，如输入、输出、上拉、下拉    public void OpenPin(int pinNumber, PinMode mode);    // 关闭 GPIO 引脚    public void ClosePin(int pinNumber);    // 判断某个引脚是否打开    // 注意：引脚连续打开会抛出异常    public bool IsPinOpen(int pinNumber);     // 读取指定引脚的值    public PinValue Read(int pinNumber);    // 向指定的引脚写入值    public void Write(int pinNumber, PinValue value);    // 为指定引脚的值改变时注册回调（即上文中提到的 GPIO 中断）    // PinEventTypes 是值改变的类型，包括上升沿（Rising，0->1）和下降沿（Falling，1->0），注意当设置为 None 时不会触发    // PinChangeEventHandler 为回调事件    public void RegisterCallbackForPinValueChangedEvent(int pinNumber, PinEventTypes eventTypes, PinChangeEventHandler callback);    // 为指定引脚的值改变时注销回调    public void UnregisterCallbackForPinValueChangedEvent(int pinNumber, PinChangeEventHandler callback);}