Raspberry GPIO ピン配列 - さまざまな Raspberry Pi ピンの機能

Raspberry Pi は、ロボット エレクトロニクス プロジェクトに不可欠なマイクロコントローラーです。これは主に、オーディオ ジャック、ライト、センサーなどの他の周辺機器との互換性によるものです。この記事では、ラズベリーの GPIO ピン配置の機能について詳しく説明します。

GPIO ピンについて理解する

図 1:Raspberry Pi DIY 電子ボード

一般に、GPIO ヘッダー ピンはデジタル コンバーターであり、オン状態またはオフ状態のいずれかになります。キーピンの完全なリストは次のとおりです:

5V ピン

これらは、Raspberry Pi から 5V 電源出力を提供するのに役立つ出力ピンです。多くの場合、これらは PIN 2 と 4 です。

3.3V ピン

その主な機能は、Raspberry Pi の外部コンポーネントに 3.3V の電源を供給することです。これらはピン 1 と 17 として表されています。

GND 接地ピン

アース接続は、Raspberry Pi のボードを焼損から保護するために、電気回路の近くにあることがよくあります。その上、電気回路の電圧を測定できるのは地面からです。接地接続 GPIO ヘッダー ピンには、39、34、30、25、20、14、9、および 6 が含まれます。

予約済みピン

これらは、代替機能、特に EEPROM と I2C の通信を有効にするために不可欠です。ただし、Raspberry Pi の操作に慣れていない場合は、アプライアンスを接続しないでください。予約目的の代替機能 GPIO ピンには、ピン 27 と 28 が含まれます。

GPIO ピンによって実行されるさまざまな機能。

図 2:集積回路基板上の電子部品を備えた GPIO 背景

パルス幅変調 (PWM)

GPIO ピンは、デジタル信号をアナログ信号に変換するパルス幅変調に不可欠です。ソフトウェア PWM ではすべてのピンを使用できますが、ハードウェア PWM ではピン 12、13、18、および 19 のみが必須です。

Raspberry Pi 4 のシリアル ペリフェラル インターフェイス ピン

シリアル ペリフェラル インターフェイス (SPI) は、デバイスと Raspberry Pi 間の通信を容易にするために不可欠です。デバイスの例としては、アクチュエーターやセンサーが挙げられます。

基本的に、Raspberry Pi はマスター/スレーブ バス プロトコルを介して通信します。これには、マスター アウト スレーブ ピン (MOSI) とマスター イン スレーブ アウト (MISO) ピンが含まれます。前者は外部デバイスにデータを送信するのに便利ですが、後者は外部デバイスからデータを受信するのに役立ちます。

また、シリアル ポートでは、主に MISO、MOSI、GND、CE、および SCLK に少なくとも 5 つの GPIO ポートを使用することが不可欠であることに注意してください。この場合、CE シリアル ポート ピンは、回路の統合を有効または無効にします。一方、SCLK は SPI 通信におけるクロックの役割を果たします。

Raspberry Pi 4 の Inter-Integrated Circuit ピン

図 3:Raspberry Pi Pico

Inter-Integrated Circuit (I2C) チップセット GPIO ピンを使用して、Raspberry Pi モデルの周辺機器を制御することもできます。その他の重要なピンには、シリアル クロック (SCL) およびシリアル データ (SDA) GPIO ポートが含まれます。送信できるもう 1 つのタイプのデータは、消去可能なプログラマブル読み取り専用メモリ (EEPROM) です。

SDA 経由のデータ転送には、Raspberry Pi GPIO コネクタ ピン 2 を使用します。また、データ速度制御には、GPIO 3 物理ピンを使用します。この場合、これは SCL GPIO コネクタとして機能します。一方、EEPROM 用の Pi の GPIO ハードウェアからのデータ転送には、GPIO コネクタのピン 0 を使用します。

最後に、GPIO コネクタのピン 1 は、データ速度制御用の追加の GPIO ピンとして機能します。

Raspberry Pi 4 の UART ピン

UART-Universal Asynchronous Receiver Transmitter では、連続したビットごとのデータ送信があります。この送信には、送信機と受信機が必要です。これらの機能にアクセスできる GPIO ピンは GPIO 14 &15 です。前者は送信機で、後者は受信機として機能します。

Raspberry Pi を実行するためのピン配列を取得する方法

図 4:Raspberry pi シングル ボード

まず、ピン配置を理解するために使用している Raspberry Pi GPIO のバージョンを知る必要があります。さまざまなバージョンの完全なリストには、Raspberry Pi 1、2、3、および 4 が含まれます。

ラズベリーパイ 1

初期の Raspberry Pi バージョンには、26 ピンの GPIO ヘッダーがあります。ただし、Raspberry Pi GPIO 1 の 2 番目のリビジョンは、GPIO ポートの番号付けが異なります。これは、Raspberry が代替機能に対応するために CPU を変更したためです。

主な違いは、ラズベリーが 0 から 2 および 1 から 3 に変更した I2C ピンの BCM 番号付けです。

ラズベリー パイ 2、3、4

すべてのアドオン ボードには、40 ピンの GPIO ヘッダーがあります。また、Raspberry Pi 2 と Raspberry Raspberry は、最初の 26 ピンに関しては似ています。

ただし、Raspberry 2 以降のバージョンには、機能を向上させるために GPIO ピンが追加されています。たとえば、追加の 24 ピンにより、I2C や SPI などのシリアル プロトコルが容易になります。

最後に、カラー コード、信号名、および SPI バス ピン名は、それぞれの GPIO ハードウェア パーツを識別するのに役立ちます。したがって、Raspberry のリモート GPIO を構成するのに役立つため、これらのコーディングを確認することを検討してください。

結論

Raspberry Pi は、チップセット GPIO ピンの広範なリストがあるため、貴重な生産ボード/アダプター ボードです。すべての GPIO ドライバー モデルのいくつかの重要なピンについて説明しました。ご不明な点がございましたら、お問い合わせください。迅速に対応いたします。