树莓派作为一款低成本的计算机，最初的设计目的是帮助人们学习计算机编程。在随后的应用中，很多电子爱好者将其作为电子项目中的电脑使用。树莓派所搭载的GPIO接口可以让用户直接通过Linux编程控制连接在其上的外部电路是最大的亮点。GPIO接口能让用户电路与计算机系统连接，这一特性对于以往的微控制器（单片机）来说是绝对不可能提供的。所以，树莓派一经面世，功能就已经超越了设计它的初衷，被广大的电子爱好者所追棒。

截至目前，树莓派有多个不同的版本。最初的A型和B型有26个GPIO接口（其中17个可以作为输入/输出使用），后来的型号（包括Pi Zer、A+、B+、Raspberry Pi 2和Raspberry Pi 3）都搭载了40个的GPIO接口，其中28个可以作为输入/输出使用。更多的接口提升了树莓派连接复杂的外部电路能力，也为更多的HAT（树莓派扩展板）提供了可能。

GPIO是指“通用输入/输出”的意思，这是一个微处理器上的概念，指的是微处理器的引脚既可以作为输入，也可以作为输出使用。树莓派上面的GPIO接口是直接连接到它所使用的微控制器上，由于处理器的接口电压是3.3V，所以这里的接口也是3.3V。而一般常用的外部电路和其它型号的处理器，常常是5V为工作电压，所以在连接外部电路前，一定要注意电压的匹配，否则可能烧坏GPIO接口。另外，树莓派的GPIO接口在作为输出使用时，最多可以提供16mA的电流。

如下图，一排黑色的就是GPIO接口。

任何一个GPIO管脚都可以指定（在软件中）为输入或输出管脚，并用于广泛的用途。

注意：GPIO管脚的编号不是按数字顺序排列的；GPIO管脚0和1存在于板上（物理管脚27和28），但保留供高级使用。

电压

板上有两个5V引脚和两个3.3V引脚，以及一些不可配置的接地引脚（0V）。其余的引脚均为通用3.3V引脚，这意味着输出设置为3.3V，输入为3.3V容限。

输出

指定为输出管脚的GPIO管脚可以设置为高（3.3V）或低（0V）。

输入

指定为输入引脚的GPIO引脚可以读取为高（3.3V）或低（0V）。使用内部上拉或下拉电阻器可以更容易地实现这一点。引脚gpio2和gpio3具有固定的上拉电阻，但对于其他引脚，可以在软件中进行配置。

更多

除了简单的输入和输出设备外，gpio管脚还可以与多种替代功能一起使用，有些管脚可用于所有管脚，有些管脚可用于特定管脚。

• PWM（脉冲宽度调制）

- 所有管脚上都有软件脉宽调制

- GPIO12、GPIO13、GPIO18、GPIO19接口上提供硬件脉冲宽度调制

• SPI

- SPI0: MOSI (GPIO10); MISO (GPIO9); SCLK (GPIO11); CE0 (GPIO8), CE1 (GPIO7)- SPI1: MOSI (GPIO20); MISO (GPIO19); SCLK (GPIO21); CE0 (GPIO18); CE1 (GPIO17); CE2 (GPIO16)

• I2C

- Data: (GPIO2); Clock (GPIO3)- EEPROM Data: (GPIO0); EEPROM Clock (GPIO1)

• Serial

- TX (GPIO14); RX (GPIO15)

GPIO引脚

重要的是要知道哪个针是哪个。有些人使用针标签，也有些GPIO扩展板上有标示。

通过打开终端窗口并运行命令pinout，可以在树莓派上访问一个方便的引用。这个工具是由gpio zero python库提供的，它默认安装在raspbian桌面映像上，但不安装在raspbian lite上。

GPIO编程

可以使用多种编程语言和工具控制GPIO。比如：C、Scratch、Python。

警告：虽然将简单的组件连接到GPIO引脚是完全安全的，但重要的是要注意如何连接。LED应该有电阻来限制通过它们的电流。3.3V组件不要使用5V。不要将电机直接连接到GPIO引脚，而是使用H桥电路或电机控制器板。