Программирование GPIO на Raspberry Pi с помощью Python 3

Одним из ключевых преимуществ Raspberry Pi и аналогичных одноплатных компьютеров являются встроенные контакты GPIO (General Purpose Input/Output). Ранние модели Raspberry Pi имеют 26 контактов, тогда как современные модели оснащены 40-контактным разъемом GPIO. Эти контакты позволяют взаимодействовать с внешними устройствами, датчиками и исполнительными механизмами.

Опубликовано 12.11.2025

Автор Evdokimoff

4 мин. чтения

Программирование GPIO на Raspberry Pi с помощью Python 3

Введение

Получение информации о распиновке

Для просмотра распиновки GPIO выполните команду в терминале:

pinout

Команда отобразит схему расположения контактов, где:

Контакт №1 находится в левом верхнем углу
Контакт №2 отмечен красным кругом
Контакт №3 расположен рядом с контактом №1 и т.д.

Типы контактов GPIO

На Raspberry Pi доступны следующие типы контактов:

Питание: 3V3, 5V, GND
Цифровые входы/выходы: GPIOxx
Специализированные интерфейсы: I2C, SPI, UART

Программирование светодиодов с помощью GPIO

Схема подключения светодиода

Для создания простой схемы мигания светодиода понадобится:

Соединительные провода
Светодиод
Резистор 220 Ом

Схема подключения:

Анод светодиода → физический пин 8 через резистор 220 Ом
Катод светодиода → физический пин 6 (GND)

Установка библиотеки GPIO

Библиотека RPi.GPIO обычно предустановлена в последних версиях Raspberry Pi OS. При необходимости установите ее:

        
      
sudo apt-get install python3-rpi.gpio -y

Базовый пример мигания светодиодом

Создайте файл prog05.py со следующим кодом:

        
      
import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(8, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)

while True:
    GPIO.output(8, GPIO.HIGH)
    sleep(1)
    GPIO.output(8, GPIO.LOW)
    sleep(1)

Объяснение кода:

GPIO.setmode(GPIO.BOARD) - использование физической нумерации контактов
GPIO.setup(8, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW) - настройка пина 8 как выхода
GPIO.output(8, GPIO.HIGH/LOW) - установка высокого/низкого уровня

Сигнал SOS с помощью светодиода

Расширенный пример передачи сообщения “SOS” азбукой Морзе:

        
      
import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(8, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)

def flash(led, duration):
    GPIO.output(led, GPIO.HIGH)
    sleep(duration)
    GPIO.output(led, GPIO.LOW)
    sleep(duration)

while True:
    # Три точки (S)
    flash(8, 0.2)
    flash(8, 0.2)
    flash(8, 0.2)
    sleep(0.3)
    
    # Три тире (O)
    flash(8, 0.5)
    flash(8, 0.5)
    flash(8, 0.5)
    
    # Три точки (S)
    flash(8, 0.2)
    flash(8, 0.2)
    flash(8, 0.2)
    sleep(1)

Попеременное мигание двумя светодиодами

Схема подключения:

Второй светодиод: анод → пин 10 через резистор, катод → GND

Код для попеременного мигания:

        
      
import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(8, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
GPIO.setup(10, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)

while True:
    GPIO.output(8, GPIO.HIGH)
    GPIO.output(10, GPIO.LOW)
    sleep(1)
    GPIO.output(8, GPIO.LOW)
    GPIO.output(10, GPIO.HIGH)
    sleep(1)

Альтернативная реализация с использованием счетчика:

        
      
import RPi.GPIO as GPIO
from time import sleep

GPIO.setwarnings(False)
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(8, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)
GPIO.setup(10, GPIO.OUT, initial=GPIO.LOW)

counter = 0
while True:
    if counter % 2 == 0:
        led1 = 8
        led2 = 10
    else:
        led1 = 10
        led2 = 8
        
    GPIO.output(led1, GPIO.HIGH)
    GPIO.output(led2, GPIO.LOW)
    sleep(1)
    counter = counter + 1

Светодиодная гирлянда с библиотекой gpiozero

Установка библиотеки:

pip3 install gpiozero

Код для светодиодной гирлянды:

        
      
from gpiozero import LED
from time import sleep

# Инициализация светодиодов (BCM нумерация)
led1 = LED(2)
led2 = LED(3)
led3 = LED(4)
led4 = LED(17)
led5 = LED(27)
led6 = LED(22)
led7 = LED(10)
led8 = LED(9)
led9 = LED(11)

sleeptime = 0.2

while True:
    led1.on()
    sleep(sleeptime)
    led1.off()
    
    led2.on()
    sleep(sleeptime)
    led2.off()
    
    # ... аналогично для остальных светодиодов
    led9.on()
    sleep(sleeptime)
    led9.off()

Программирование кнопок с GPIO

Схема с подключением к питанию:

Один конец кнопки → пин 7
Другой конец кнопки → GND

Код для обработки нажатия кнопки:

        
      
from time import sleep
import RPi.GPIO as GPIO

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setwarnings(False)

button = 7
GPIO.setup(button, GPIO.IN, GPIO.PUD_UP)

while True:
    button_state = GPIO.input(button)
    if button_state == GPIO.HIGH:
        print("HIGH")
    else:
        print("LOW")
    sleep(0.5)

Схема с подключением к земле:

Один конец кнопки → пин 7
Другой конец кнопки → 3V3 (НЕ 5V!)

Модифицированный код:

        
      
from time import sleep
import RPi.GPIO as GPIO

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setwarnings(False)

button = 7
GPIO.setup(button, GPIO.IN, GPIO.PUD_DOWN)

while True:
    button_state = GPIO.input(button)
    if button_state == GPIO.HIGH:
        print("HIGH")
    else:
        print("LOW")
    sleep(0.5)

Типичные проблемы и решения

Проблема: Светодиод не мигает

Решение: Проверьте правильность подключения и полярность светодиода
Убедитесь, что резистор подключен правильно

Проблема: Кнопка не реагирует на нажатие

Решение: Проверьте подключение кнопки и используемый пин
Убедитесь, что используется правильный тип подтягивающего резистора

Проблема: Ошибки при импорте библиотек

Решение: Убедитесь, что библиотеки установлены правильно
Проверьте версию Python и совместимость библиотек

Проблема: Повреждение Raspberry Pi

Решение: Никогда не подключайте кнопку к пину 5V при использовании GPIO.PUD_UP
Всегда используйте резисторы для защиты светодиодов