GPIO ແມ່ນຫຍັງ?
Key Takeaways
GPIO ຫຍໍ້ມາຈາກ General-Purpose Input/Output.
ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນ pins ສັນຍານດິຈິຕອນອະເນກປະສົງໃນ microcontrollers ແລະກະດານ.
GPIOs ເປີດໃຊ້ຫນ້າທີ່ປ້ອນຂໍ້ມູນເພື່ອອ່ານຂໍ້ມູນເຊັນເຊີແລະຟັງຊັນຜົນຜະລິດເພື່ອຄວບຄຸມຕົວກະຕຸ້ນ.
ພວກມັນມີຄວາມຈຳເປັນໃນການພົວພັນກັບສະພາບແວດລ້ອມພາຍນອກໃນລະບົບອີເລັກໂທຣນິກ.
GPIOs ຍັງສາມາດສະຫນັບສະຫນູນອະນຸສັນຍາການສື່ສານສະຫຼັບ, ເສີມຂະຫຍາຍຜົນປະໂຫຍດຂອງເຂົາເຈົ້າ.
GPIO Structure & ສະຖາປັດຕະຍະກໍາພາຍໃນ
ການຈັດກຸ່ມຜອດ/ຊ່ອງ ແລະສົນທິສັນຍາການຕັ້ງຊື່ PIN
ການລົງທະບຽນທີ່ມີແຜນທີ່ຄວາມຈຳ ແລະການອອກແບບບັຟເຟີ (ອິນພຸດ, ຜົນຜະລິດ, ໂໝດ, ດຶງຂຶ້ນ/ລົງ)
ສິ່ງຈໍາເປັນເອເລັກໂຕຣນິກ: transistors, ອັດຕາການ slew, ຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງການຂັບລົດ
ໂໝດ GPIO ແລະການຕັ້ງຄ່າ
ມັນເປັນສິ່ງສໍາຄັນທີ່ຈະຮູ້ວິທີການນໍາໃຊ້ໂຫມດ GPIO ແລະການຕັ້ງຄ່າ. ນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ທ່ານເຮັດວຽກໄດ້ດີກັບ microcontroller pins. ການເອົາເຂັມປັກໝຸດ GPIO ຂອງທ່ານໃຫ້ຖືກຕ້ອງສາມາດເຮັດໃຫ້ສິ່ງຕ່າງໆດີຂຶ້ນ ແລະຫຼີກເວັ້ນບັນຫາ.
Input vs Output vs Alternate vs Analog Modes
ເຂັມ GPIO ສາມາດຖືກຕັ້ງເປັນ input, output, alternate function, ຫຼື analog modes. ທ່ານສາມາດເລືອກເອົາວິທີການ pin ເຮັດວຽກໂດຍນໍາໃຊ້ການລົງທະບຽນທິດທາງພອດ. ຖ້າມັນເປັນການປ້ອນຂໍ້ມູນ, ທ່ານສາມາດອ່ານສະຖານະຂອງມັນຈາກທະບຽນຂໍ້ມູນການປ້ອນຂໍ້ມູນ.
ສໍາລັບຜົນຜະລິດ, ທ່ານສາມາດຂຽນແລະອ່ານສະຖານະຂອງມັນຈາກທະບຽນຂໍ້ມູນຜົນຜະລິດ. ໂໝດຟັງຊັນສຳຮອງເຮັດໃຫ້ pins ເຮັດວຽກກັບອຸປະກອນຕໍ່ພ່ວງເຊັ່ນ I²C ຫຼື SPI. ໂໝດອະນາລັອກແມ່ນດີທີ່ສຸດສຳລັບອົງປະກອບເຊັ່ນ ADCs ແລະ DACs.
Pull-up/Pull-down Resistors & Floating Inputs
ຕົວຕ້ານທານແບບດຶງຂຶ້ນແລະດຶງລົງເຮັດໃຫ້ລະດັບເຫດຜົນຂອງ pin GPIO ຄົງທີ່. ນີ້ແມ່ນສໍາຄັນໃນເວລາທີ່ຈັດການກັບວັດສະດຸປ້ອນທີ່ເລື່ອນໄດ້. ການປ້ອນຂໍ້ມູນເຫຼົ່ານີ້ອາດຈະຢູ່ໃນສະຖານະທີ່ບໍ່ໄດ້ກໍານົດ, impedance ສູງ.
ໂດຍການນໍາໃຊ້ຕົວຕ້ານການດຶງຂຶ້ນຫຼືດຶງລົງພາຍໃນ, ທ່ານສາມາດໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າວັດສະດຸປ້ອນຂອງທ່ານມີຄວາມຫມັ້ນຄົງແລະເຊື່ອຖືໄດ້. ນີ້ແມ່ນເຮັດໄດ້ໂດຍຜ່ານການລົງທະບຽນການຕັ້ງຄ່າ GPIO ສະເພາະ.
Open-Drain vs Push-Pull vs Speed Settings
ການຕັ້ງຄ່າຜົນຜະລິດ GPIO, ເຊັ່ນ open-drain ແລະ push-pull, ມີຜົນກະທົບແນວໃດ pin ຂັບປະຈຸບັນ. ການຕິດຕັ້ງທໍ່ລະບາຍນ້ໍາເປີດໃຫ້ອຸປະກອນຫຼາຍອັນສາມາດແບ່ງປັນສາຍໄດ້, ດຶງມັນຕໍ່າລົງເມື່ອເປີດໃຊ້. ມັນປ່ອຍສາຍຖ້າບໍ່ດັ່ງນັ້ນ.
Push-pull ໃຊ້ສອງ transistors ເພື່ອຂັບສັນຍານທັງສູງແລະຕ່ໍາ. ບາງ GPIO ຍັງມີການຕັ້ງຄ່າຄວາມໄວ. ເຫຼົ່ານີ້ຄວບຄຸມຄວາມໄວຂອງສັນຍານການປ່ຽນແປງ, ຊ່ວຍໃຫ້ຄວາມສົມບູນຂອງສັນຍານໃນສາຍໄວ.
ການດໍາເນີນງານພື້ນຖານ & ການຈັດການການລົງທະບຽນ
ການຄຸ້ມຄອງ GPIO ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍການຈັດການການດໍາເນີນງານການລົງທະບຽນໄດ້ດີ. ມັນເປັນສິ່ງ ສຳ ຄັນທີ່ຈະຮູ້ວິທີການອ່ານແລະຂຽນລົງໃນບັນທຶກຂໍ້ມູນ. ນີ້ແມ່ນສິ່ງສໍາຄັນສໍາລັບການຕິດຕາມແລະຄວບຄຸມລັດ GPIO.
ການອ່ານແລະຂຽນຂໍ້ມູນລົງທະບຽນມູນຄ່າ
ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບການລົງທະບຽນທິດທາງທ່າເຮືອແມ່ນສໍາຄັນ. ມັນຕັດສິນໃຈວ່າ pins ແມ່ນ inputs ຫຼື outputs. ການຈັດການການລົງທະບຽນທີ່ດີແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບ GPIOs ເພື່ອເຮັດວຽກຢ່າງຖືກຕ້ອງໃນສະຖານະການຕ່າງໆ.
Bit-Set/Reset ແລະປະຕິບັດການປະລໍາມະນູ
ການດໍາເນີນງານການຕັ້ງຄ່າບິດ / ປັບແມ່ນເຮັດໄດ້ງ່າຍຂຶ້ນກັບການລົງທະບຽນ BSRR. ພວກເຂົາເຈົ້າໃຫ້ທ່ານຄວບຄຸມ bits ຊັດເຈນ, ຫຼີກເວັ້ນການຂັດແຍ້ງ. ການດໍາເນີນງານການຂຽນປະລໍາມະນູຍັງມີຄວາມສໍາຄັນ. ພວກເຂົາເຈົ້າຮັກສາລະບົບຄວາມຫມັ້ນຄົງໂດຍການປ້ອງກັນສະພາບເຊື້ອຊາດໃນສະພາບແວດລ້ອມຫຼາຍ threaded.
Locking Configuration and Preventing Reconfiguration Errors
ການລັອກແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບການຮັກສາການຕັ້ງຄ່າທີ່ຫມັ້ນຄົງ. ມັນປົກປ້ອງການຕັ້ງຄ່າ GPIO ຈາກການປ່ຽນແປງທີ່ບໍ່ຕ້ອງການ. ນີ້ເປັນສິ່ງສໍາຄັນໂດຍສະເພາະໃນລະບົບທີ່ມີການປ່ຽນແປງເລື້ອຍໆ.
ຄຸນສົມບັດຂັ້ນສູງ ແລະແອັບພລິເຄຊັນ
ການສຳຫຼວດຄຸນສົມບັດຂັ້ນສູງຂອງລະບົບການປ້ອນຂໍ້ມູນ/ຜົນອອກຂອງຈຸດປະສົງທົ່ວໄປ (GPIO) ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າລະບົບທັນສະໄໝມີຄວາມຫຼາກຫຼາຍແນວໃດ. ຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້ເກີນກວ່າການປ້ອນຂໍ້ມູນ ແລະຜົນຜະລິດທີ່ງ່າຍດາຍ. ພວກເຂົາເປີດໃຊ້ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ສໍາຄັນຫຼາຍ.
ການຂັດຈັງຫວະທີ່ເກີດຈາກການຂັດຈັງຫວະ ແລະການຈັດການການໂຕ້ແຍ້ງ
ໃນລະບົບຝັງຕົວ, ການຂັດຂວາງຂອບແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບການຈັບການປ່ຽນແປງສັນຍານ. ພວກມັນຊ່ວຍກວດຫາເຫດການເຊັ່ນການກົດປຸ່ມໄດ້ຊັດເຈນ. ເຕັກນິກການ Debounce ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອລົບສິ່ງລົບກວນແລະຮັບປະກັນການກວດພົບທີ່ຖືກຕ້ອງ.
ການໃຊ້ການຂັດຂວາງລະດັບທີ່ກະຕຸ້ນຈະຊ່ວຍໃຫ້ອຸປະກອນຕອບສະຫນອງເມື່ອຈໍາເປັນເທົ່ານັ້ນ. ນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຜິດພາດແລະເຮັດໃຫ້ລະບົບທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນ.
ການເລືອກຟັງຊັນສຳຮອງສຳລັບ I²C, SPI, PWM, UART
GPIOs ທີ່ທັນສະໄຫມສາມາດປ່ຽນລະຫວ່າງຫນ້າທີ່ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ນີ້ແມ່ນຂໍຂອບໃຈກັບຕົວຄູນອຸປະກອນຕໍ່ຂ້າງ. ເຂັມດຽວສາມາດຈັດການກັບວຽກງານ I²C, SPI, PWM, ແລະ UART.
ນີ້ເຮັດໃຫ້ການຕັ້ງຄ່າການສື່ສານທີ່ສັບສົນງ່າຍຂຶ້ນ. ມັນບໍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງມີການປ່ຽນແປງຮາດແວເພີ່ມເຕີມ.
ອະນຸສັນຍາການສື່ສານ | ຟັງຊັນ | ໃຊ້ກໍລະນີ |
I²C | Inter-Integrated Circuit | ເຊັນເຊີ ແລະອຸປະກອນຄວາມຈຳ |
SPI | Serial Peripheral Interface | ການໂອນຂໍ້ມູນລະຫວ່າງ microcontrollers |
PWM | Pulse-Width Modulation | ການຄວບຄຸມມໍເຕີ Servo |
UART | Universal Asynchronous Receiver-Transmitter | ການສື່ສານ Serial ສໍາລັບ microcontrollers |
Bit-banging ແລະການສື່ສານ serial ຂັບເຄື່ອນໂດຍຊອບແວ
ການພິຈາລະນາໄຟຟ້າ & ການປະຕິບັດທີ່ດີທີ່ສຸດ
ການເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍວຽກງ່າຍໆເຊັ່ນ: ການກະພິບ LED ເປັນວິທີທີ່ດີທີ່ຈະເລີ່ມຕົ້ນ. ມັນຊ່ວຍໃຫ້ທ່ານເຂົ້າໃຈພື້ນຖານຂອງ GPIO. ທ່ານຮຽນຮູ້ວິທີການກໍານົດ pin ເປັນຜົນຜະລິດແລະປ່ຽນສະຖານະຂອງມັນ.
ສໍາລັບວຽກງານທີ່ສັບສົນຫຼາຍ, ເຊັ່ນການອ່ານການປ້ອນຂໍ້ມູນຂອງສະວິດ, ທ່ານຈະເຫັນວິທີການນໍາໃຊ້ pins ເປັນວັດສະດຸປ້ອນ. ນອກນັ້ນທ່ານຍັງຈະຮຽນຮູ້ກ່ຽວກັບຕົວຕ້ານທານພາຍໃນເພື່ອອ່ານສະຖານະສະຫຼັບ. ຄວາມຮູ້ນີ້ສາມາດຊ່ວຍໃຫ້ມີວິທີການປ້ອນຂໍ້ມູນແບບພິເສດກວ່າ ເຊັ່ນ: ເຊັນເຊີ.
"ຄວບຄຸມແລະອ່ານອຸປະກອນຕ່າງໆເຊັ່ນ LEDs, ສະຫຼັບ, ແລະເຊັນເຊີໂດຍການຕັ້ງຄ່າ pins GPIO ຢ່າງລະມັດລະວັງໃນ Raspberry Pi, Arduino, ແລະ STM32 platforms."
ນີ້ແມ່ນການເບິ່ງຢ່າງໄວວາກ່ຽວກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນເວທີທີ່ນິຍົມ:
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ | Raspberry Pi | Arduino | STM32 |
ກະພິບ LED | Python ກັບ RPi.GPIO | C++ ກັບ Arduino IDE | C ກັບ STM32CubeMX |
ສະຫຼັບການປ້ອນຂໍ້ມູນ | Python ກັບ RPi.GPIO | C++ ກັບ Arduino IDE | C ກັບ STM32CubeMX |
ການຄວບຄຸມ Relay | Python ກັບ RPi.GPIO | C++ ກັບ Arduino IDE | C ກັບ STM32CubeMX |
ໄດເວີມໍເຕີ | Python ກັບ GPIO Zero | C++ ກັບ Arduino IDE | C ກັບ STM32CubeMX |
ການໂຕ້ຕອບເຊັນເຊີ | Python ກັບຫ້ອງສະຫມຸດເຊັນເຊີ | C++ ກັບ Arduino IDE | C ກັບ STM32CubeMX |
ການຂຸດຄົ້ນຕົວຢ່າງເຫຼົ່ານີ້ຈະເຮັດໃຫ້ເຈົ້າເຂົ້າໃຈຢ່າງເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບການນໍາໃຊ້ຂອງ GPIO. ບໍ່ວ່າຈະເປັນໂຄງການທີ່ງ່າຍດາຍຫຼືສະລັບສັບຊ້ອນທີ່ມີໄດເວີມໍເຕີແລະເຊັນເຊີ, ຄວາມເປັນໄປໄດ້ແມ່ນບໍ່ມີທີ່ສິ້ນສຸດແລະຫນ້າຕື່ນເຕັ້ນ.
ຂຸມທົ່ວໄປ & ການແກ້ໄຂບັນຫາ
ການເຮັດວຽກກັບ GPIO pins ຕ້ອງການຮູ້ວິທີການແກ້ໄຂບັນຫາທົ່ວໄປ. ບັນຫາໃຫຍ່ອັນຫນຶ່ງແມ່ນບັນຫາການປ້ອນຂໍ້ມູນແບບເລື່ອນ. ອັນນີ້ເກີດຂຶ້ນເມື່ອ PIN ບໍ່ໄດ້ເຊື່ອມຕໍ່ກັບລະດັບເຫດຜົນທີ່ຊັດເຈນ, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດພຶດຕິກໍາທີ່ແປກປະຫຼາດ. ການນໍາໃຊ້ຕົວຕ້ານທານແບບດຶງຂຶ້ນຫຼືດຶງລົງຈະຊ່ວຍໃຫ້ pins ເຫຼົ່ານີ້ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງແລະສາມາດຄາດເດົາໄດ້.
ບັນຫາທົ່ວໄປອີກອັນຫນຶ່ງແມ່ນ pins ຕັ້ງຄ່າຜິດ. ມັນເປັນກຸນແຈໃນການກວດສອບການຕັ້ງຄ່າ, ໂດຍສະເພາະໃນການຕັ້ງຄ່າທີ່ສັບສົນ. ຖ້າ pins ຖືກຕັ້ງຜິດ, ມັນສາມາດເຮັດໃຫ້ຮາດແວເຮັດວຽກບໍ່ຖືກຕ້ອງຫຼືເຮັດຕົວແປກ. ການຮັກສາບັນທຶກທີ່ດີແລະການກວດສອບການຕັ້ງຄ່າຢ່າງລະມັດລະວັງສາມາດຊ່ວຍຫຼີກເວັ້ນບັນຫາເຫຼົ່ານີ້.
ການປ້ອງກັນແຮງດັນເກີນແມ່ນຍັງມີຄວາມສໍາຄັນ. ແຮງດັນຫຼາຍເກີນໄປສາມາດເປັນອັນຕະລາຍຕໍ່ວົງຈອນ GPIO ແລະ microcontroller ໄດ້. ການນໍາໃຊ້ diodes Zener ຫຼື diodes TVS ສາມາດປ້ອງກັນແຮງດັນໄຟຟ້າແຮງດັນ. ນອກຈາກນີ້, ໃຫ້ແນ່ໃຈວ່າ PCBs ມີເສັ້ນທາງທີ່ດີແລະສັນຍານຖືກຈັບຄູ່ຊ່ວຍໃຫ້ສັນຍານສະອາດແລະເຮັດວຽກຢ່າງຖືກຕ້ອງ.
ການປະຕິບັດຕາມການປະຕິບັດທີ່ດີທີ່ສຸດແລະເປັນລະບົບໃນການແກ້ໄຂບັນຫາສາມາດແກ້ໄຂບັນຫາ GPIO. ນີ້ເຮັດໃຫ້ລະບົບອີເລັກໂທຣນິກຂອງທ່ານເຊື່ອຖືໄດ້ ແລະໃຊ້ໄດ້ດົນກວ່າ.
ໂດຍຜ່ານການປະດິດສ້າງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, SINSMART ໄດ້ພັດທະນາ Seven flagshipຄອມພິວເຕີອຸດສາຫະກໍາສາຍຜະລິດຕະພັນ:
ແທັບເລັດອຸດສາຫະກໍາ
ແທັບເລັດທີ່ແຂງແຮງ Windows 10
Linux ແທັບເລັດແຂງ
ແລັບທັອບອຸດສາຫະກໍາ
ຄອມພິວເຕີຝັງ
Rackmount pc
PDA ມືຖື
LET'S TALK ABOUT YOUR PROJECTS
- sinsmarttech@gmail.com
-
3F, Block A, Future Research & Innovation Park, Yuhang District, Hangzhou, Zhejiang, China
Our experts will solve them in no time.