树莓派PIO控制LED灯的输入中断应用

# 一、介绍

## 1.1 树莓派和PIO控制器简介

树莓派是一款小型的单板计算机，广泛应用于物联网、嵌入式系统和教育领域。它具有丰富的GPIO引脚，可用于连接和控制外部设备。PIO（Programmable Input/Output）控制器是树莓派4及以上版本新增的特性，它提供了灵活的IO控制，支持快速的输入输出操作和中断处理。

## 1.2 输入中断在树莓派中的应用概述

输入中断是在外部设备状态发生变化时，通过硬件中断方式通知系统进行处理的一种机制。在树莓派中，我们可以利用PIO控制器的输入中断功能，实现对外部事件的及时响应和处理。本文将介绍如何在树莓派上利用输入中断控制LED等外部设备的操作。

### 二、设置硬件

在这一部分中，我们将开始连接LED和PIO引脚，并配置树莓派的GPIO引脚，以为后续的中断服务程序和LED控制程序做好准备。

#### 2.1 连接LED和PIO引脚

首先，我们需要准备一颗LED和一块面包板。LED的长腿（阳极）连接到树莓派的GPIO引脚，短腿（阴极）连接到面包板的GND（Ground）针脚。树莓派将通过控制GPIO引脚来控制LED的开关。

#### 2.2 配置树莓派GPIO引脚

在树莓派上，我们需要使用GPIO引脚来控制LED的状态以及接收输入中断。在Python中，我们通常使用RPi.GPIO库来进行GPIO引脚的配置和控制操作。在开始编写任何代码之前，我们需要确保已经正确安装了RPi.GPIO库。

pip install RPi.GPIO

接下来，我们需要在Python代码中引入RPi.GPIO库，并设置GPIO引脚的模式。以及设置LED引脚为输出模式，中断引脚为输入模式，以便后续的中断处理程序能够捕获到引脚状态的变化。

import RPi.GPIO as GPIO

# 设置GPIO模式为BCM模式
GPIO.setmode(GPIO.BCM)

# 设置LED引脚为输出模式
led_pin = 17
GPIO.setup(led_pin, GPIO.OUT)

# 设置中断引脚为输入模式
interrupt_pin = 23
GPIO.setup(interrupt_pin, GPIO.IN)

## 三、编写中断服务程序

树莓派的GPIO引脚支持中断功能，可以通过Python编写中断服务程序来响应输入变化。在本节中，我们将学习如何编写Python程序来处理输入中断。

### 3.1 使用Python编写中断处理程序

首先，我们需要安装RPi.GPIO库，这是一个用于控制树莓派GPIO引脚的Python库。如果还没有安装，可以通过以下命令在树莓派上安装：

pip install RPi.GPIO

接下来，我们将编写一个简单的Python程序来监听GPIO引脚上的中断。假设我们将按钮连接到GPIO 17引脚，当按下按钮时，GPIO 17引脚的输入状态会发生变化，触发中断。

下面是一个使用RPi.GPIO库的Python示例代码：

import RPi.GPIO as GPIO
import time

# 定义GPIO引脚
button_