上一節我們講了樹莓派可以通過輸入輸出(I/O)來與現實世界進行溝通。今天我們實際操作一下，通過樹莓派的GPIO來控制發光二極管，體驗計算機如何通過程序來控制實際的電路。

需要的材料

要完成本節的實驗，需要準備如下的電子原件：

• 一個發光二極管，顏色不限
• 一個500-2K歐姆的電阻。我使用的是1K歐姆的電阻。
• 兩條跳線
• 面包板（可選，沒有面包板，需要把元器件直接連接，容易出問題）
• 樹莓派GPIO擴展組件（可選）

下面我們來逐個介紹一f下這些原器件，已經知道的同學可以跳過。

發光二極管

是二極管的一種，二極管的主要特性是整流，既電流只能正向流過，反方向會被阻斷。發光二極管也叫LED，當電流正向流過時可以發光，有很多顏色可選，主要用途是標識電路的工作狀態，最常見的是各種電器電源指示燈，表示現在電器已經通電正在工作中。在電路中二極管的符號如下

電阻

顧名思義，電阻主要是阻擋電流通過，控制電路中電流的大小。用歐姆（符號是Ω）來表示電阻大小，今天我們使用的1K歐姆電阻可以幫助保護樹莓派，發光二極管正向電阻基本為0，如果沒有電阻保護，二極管發光時的電流過大，會燒毀樹莓派。電阻的符號有如下2種：

面包板

是用于實驗和設計電路的特別好的工具，它上面有很多小插孔，可以插入各種電子元件，非常適合進行電路調試和設計。

面包板上下標有+,-符號的是電源區，每行是相通的，用來連接外部的電源，通常用上面的+連接外部電源正極，下面的-連接電源負極。中間部分標有ABCD...的是元件區，ABCDE是豎著相通的，下面的FGHIJ也是豎著相通的。

跳線

跳線是用來連接不同元件的，有公對公，公對母，母對母三種。

如果不用面包板，用跳線直接連GPIO時，跳線的一端必須是母頭，以插到GPIO的引腳上，我們使用面包板和GPIO擴展，所以使用的公對公跳線。

樹莓派GPIO擴展組件

直接讓元器件直連GPIO雖然可行，但容易出現短路，連接不牢等問題，所以最好使用擴展組件+面包板的組合，這樣搭起電路來更方便。市場上的GPIO擴展組件比較多，我使用的是一個擴展電路板+擴展排線的方式。下圖中擴展電路板已經與排線連好了。

好，現在我們的全部元器件都準備好了。

現在我們按下面的電路把這些元器件連起來

引腳1是3.3V的電源，GND可以連接GPIO的引腳6或者14等（標識為GND的引腳都可以）。

這時給樹莓派通電開機，連接電路后可以看到二極管亮起來。這樣做的目的是確保電路連接正常，方便接下來的程序控制。

接下來我們把連接電源的跳線（上圖為紅色線）換到GPIO27(第12號引腳），LED燈熄滅了，因為GPIO默認為輸入，現在是低電壓，沒法讓燈亮起來。

控制LED的Python程序

現在讓我們開始編寫代碼來控制連接到GPIO27的LED電路吧。代碼如下：

import RPi.GPIO as GPIO    #需要使用別人寫好的類庫
from time import sleep     #需要使用別人寫好的類庫
GPIO.setmode(GPIO.BCM)
GPIO.setup(27,GPIO.OUT)  #這2句把GPIO27設置為輸出模式
while True:
    GPIO.output(27,True)   #在GPIO輸出高電位1，此時LED亮
    sleep(1)             #等1秒
    GPIO.output(27,False)  #在GPIO輸出低電位0，此時LED滅
    sleep(1)            #等待1秒

用上面的程序，可以讓LED亮1秒暗1秒，直到程序退出。如果你連接的不是GPIO27，請把上面代碼的27換成你實際連接的GPIO編號。（你也可以嘗試修改sleep的時間，比如改為0.2, 3等來試一下不同的LED閃爍效果）

現在我們體會到了用程序和GPIO控制實際電路是怎么回事了，你可能對上面的Python代碼還不了解，下一講我們將對此進行詳細講解，同時換另一種更簡介的代碼來控制LED。