📚 课程目录第3章 GPIO控制LED实现本地逻辑

3. GPIO控制LED实现本地逻辑

任务目标

在本案例中，你将通过GPIO（通用输入输出）引脚控制一个LED以固定频率闪烁，从而理解边缘AI设备最基本的数字输出操作。该操作是后续驱动传感器（输入）和执行器（输出）的基础。

硬件与依赖

硬件：树莓派（Raspberry Pi 3B/4B/Zero 2W 均可）、1个LED、1个220Ω限流电阻、面包板及跳线。
接线：LED阳极（长脚）串联电阻后连接至树莓派BCM编号的GPIO 17（物理引脚11）；LED阴极（短脚）连接GND（物理引脚6）。
软件依赖：Python 3 + RPi.GPIO库（树莓派系统通常预装，若未安装执行 sudo pip3 install RPi.GPIO）。

关键完整代码

以下代码实现了LED以1秒间隔（0.5秒亮，0.5秒灭）连续闪烁，并在收到键盘中断时清理GPIO状态后退出。

import RPi.GPIO as GPIO
import time

LED_PIN = 17  # BCM编号

# 初始化GPIO模式与引脚
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(LED_PIN, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)

try:
    while True:
        GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH)  # LED点亮
        time.sleep(0.5)
        GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW)   # LED熄灭
        time.sleep(0.5)
except KeyboardInterrupt:
    pass  # 捕获Ctrl+C，进入清理流程
finally:
    GPIO.cleanup()  # 释放引脚，恢复默认状态

运行与验证

将上述代码保存为 led_blink.py。
在树莓派终端中运行：python3 led_blink.py
通过条件：观察LED以约0.5秒间隔稳定闪烁；按 Ctrl+C 终止程序后，LED立即熄灭（说明GPIO已被正确清理）。

常见问题

引脚编号错误：确认代码中使用的是BCM 17，而非物理引脚17（物理引脚17为3.3V电源）。
LED不亮：检查LED极性是否接反（长脚接GPIO侧），以及电阻是否串联在回路中。
权限错误：若提示无法访问GPIO，尝试 sudo python3 led_blink.py。

上图展示了GPIO 17经限流电阻驱动LED、再返回GND的完整回路。程序通过交替将引脚置为高电平（3.3V）和低电平（0V），即可控制LED亮灭，实现本地逻辑输出。