重點(diǎn)來講解一下什么是類庫，如何使用，以及不同的GPIO類庫的區(qū)別。

什么是類庫

類庫是別人寫好的解決某類或某個問題的可以重復(fù)使用的代碼集合。在面向?qū)ο?a href="http://www.asorrir.com/v/tag/1315/" target="_blank">編程（我們今后會講到，可以簡單理解為把程序設(shè)計為類似現(xiàn)實(shí)世界中各種對象的方式來解決問題）的編程語言里，類庫里面包括了很多別人設(shè)計好的類對象，可以直接拿來使用，比如我們代碼里面的sleep方法就來自于time庫，可以讓程序暫停（睡覺）指定的時間。有了類庫，我們就不需要所有的事情都自己解決，對于別人已經(jīng)解決的問題，可以直接使用他寫好的類庫，就像我們做機(jī)器人，輪子可以用現(xiàn)成的，不需要我們從原料開始做，選擇合適尺寸，材料的輪子就行了，所以編程時要善于利用類庫，不要做“重復(fù)發(fā)明輪子”的事情。類庫也像我們搭積木是使用的不同形狀和大小的積木塊，拿來用就可以做出自己需要的東西。

類庫可以分為兩大類：

• 編程語言自帶的類庫，比如Python編程語言自帶的OS，sys，logging庫，RPi.GPIO和time也是自帶類庫。
• 第三方類庫：除上面自帶類庫外的其他非官方類庫都是。比如現(xiàn)在機(jī)器學(xué)習(xí)，數(shù)據(jù)分析常見的numpy，matplotlib 等。

from與import

Python有2種方式來使用類庫，分別是import 和from。我們先看看import:

import 類庫名1 [as 別名1], 類庫名2 [as 別名2],...

使用這種語法格式的 import 語句，會導(dǎo)入指定類庫中的所有成員（包括變量、函數(shù)、類等）。當(dāng)需要使用類庫中的成員時，需用該類庫名（或別名）作為前綴，否則 Python 解釋器會報錯。

from的語法如下：

from 類庫名 import 成員名1 [as 別名1]，成員名2 [as 別名2]，...

from只會導(dǎo)入模塊中指定的成員，而不是全部成員。當(dāng)程序中使用該成員時，無需附加任何前綴，直接使用成員名（或別名）就可以了。

我們的控制發(fā)光二極管的程序中，可以看到這2種使用類庫的方式：

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(shè)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

import引入了RPi.GPIO類庫，并命名為別名GPIO，在程序中使用時，都需要加上GPIO這個別名，如GPIO.setmode(GPIO.BCM).

用from time import sleep引入了sleep，在代碼中使用時，就不需要加上time這里類庫名，而是直接使用sleep了。

GPIO的類庫比較

上面講了怎么把類庫引入程序中，要想用好類庫，還需要學(xué)習(xí)類庫中各種類，函數(shù)等如何使用，此時就需要看類庫對應(yīng)的官方文檔或者參考相關(guān)的文檔了。

比如RPi.GPIO類庫的官方文檔網(wǎng)站是：

https://sourceforge.net/p/raspberry-gpio-python/wiki/BasicUsage/

一般這種網(wǎng)站都是英文的，比較考驗大家英文水平，此時可以搜索國內(nèi)的相應(yīng)中文文檔。

RPi.GPIO庫

RPi.GPIO是比較老的GPIO庫，使用時需要注意它有2種GPIO的引腳規(guī)則，分別為BOARD和BCM，使用時需要先指定用哪種規(guī)則，對應(yīng)的代碼為：

GPIO.setmode(GPIO.BOARD) #設(shè)置為BOARD模式
  # or
GPIO.setmode(GPIO.BCM)   #設(shè)置為BCM模式

我們先看看下面的圖片以便理解接下來的討論。

BOARD模式是在程序中使用的是引腳的物理數(shù)字，也就是第幾個引腳。BCM模式使用的是引腳的功能定義，比如GPIO27它的物理引腳數(shù)字是13，那么設(shè)置為BOARD模式時，我們在程序中輸入的引腳數(shù)字應(yīng)該是13

GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
GPIO.setup(13,GPIO.OUT)  #把第13引腳（GPIO27）設(shè)置為輸出模式

設(shè)置為BCM模式時，同樣的引腳設(shè)置為輸出模式代碼為：

GPIO.setmode(GPIO.BCM)  
GPIO.setup(27,GPIO.OUT) #把GPIO27（第13引腳）設(shè)置為輸出模式

大家使用時一定要注意區(qū)別。

使用RPi.GPIO庫時，基本的使用方法是：

1. 先設(shè)置引腳模式為BOARD還是BCM
2. 設(shè)置引腳為OUTPUT（輸出）還是INPUT（輸入）
3. 控制或讀取引腳的數(shù)據(jù)。

（想一想：如果電路連接不變，改用BOARD模式，我們的控制二極管程序應(yīng)該如何修改呢？）

gpiozero庫

大家可以看到使用RPi.GPIO庫還是有點(diǎn)麻煩，于是有人在它的基礎(chǔ)上開發(fā)了一個新的類庫，讓大家更方面的來控制GPIO，這個類庫的名字叫做gpiozero，它的使用文檔在這里：

https://gpiozero.readthedocs.io/en/stable/index.html

gpiozero是樹莓派官方推薦的學(xué)習(xí)GPIO編程的類庫，它創(chuàng)建了LED類用來控制發(fā)光二極管，Button類用來讀取按鈕狀態(tài)，MotionSensor用于動作傳感器等非常多的對象，我們可以直接使用。

使用它控制發(fā)光二極管的代碼特別簡單，還是以控制連接到GPIO27引腳的LED為例，代碼如下：

from gpiozero import LED
from time import sleep


red = LED(27)     #創(chuàng)建一個led對象，命名為red，你可以可以用其他名字


while True:
    red.on()
    sleep(1)
    red.off()
    sleep(1)

可以看到gpiozero其實(shí)默認(rèn)使用了BCM模式，只是我們不需要寫在代碼里了。

用gpiozero庫，我們只需要定義一個led對象，然后調(diào)用對象的on, off方法就可以控制發(fā)光二級管了，對比RPi.GPIO，簡單多了。

除了剛才介紹的這2個類庫，還有其他的GPIO類庫，比如pigpio，這里就不介紹了。

下一講我們來聊聊如何通過這2個類庫讀取按鈕的狀態(tài)。