树莓派GPIO接线总翻车？一文讲透物理编号和BCM到底怎么用
你有没有过这样的经历：照着教程把LED接到树莓派上，代码跑起来却一点反应都没有？查了又查，线路没错、电源正常、程序也看着没问题——最后才发现，原来是引脚编号搞混了。
在树莓派的世界里，同一个金属针脚，居然有两种“名字”：一个叫物理编号，另一个叫BCM编号。它们指向的是同一根硬件引脚，但如果你在编程时弄错了，轻则外设不工作，重则烧板子。
这不是玄学，而是每个刚入门嵌入式开发的人都会踩的坑。今天我们就来彻底说清楚：
这两种编号到底有什么区别？什么时候该用哪个？为什么大多数代码都推荐用BCM？
从一块板子说起：树莓派的GPIO排针长什么样？
拿起你的树莓派，你会看到一排20或40个金属针脚整齐排列在边缘。这就是我们常说的GPIO排针（General Purpose Input/Output），是连接外部传感器、按钮、电机等设备的关键接口。
这40个针脚并不是随便安排的。它们中有一些是固定的电源和地线（比如3.3V、5V、GND），还有一些是可以编程控制的通用IO口，也就是我们说的GPIO。
但问题来了：当我们要写代码去控制某个引脚时，该怎么告诉程序“我要操作哪一个”？
答案就是——编号系统。
而树莓派偏偏提供了两种不同的编号方式。
物理编号（Physical Pin Numbering）：按位置数数
想象你在数一排座位：“第一排左边第一个是1号，右边那个是2号，下面依次是3、4、5……”
这就是物理编号的本质：完全按照引脚在电路板上的实际位置来编号，从1开始顺序递增。
它的特点很直观：
- 左上角第一个引脚是Pin 1
- 往下是 Pin 3、5、7…
- 右边一列是 Pin 2、4、6、8…
- 所有型号只要排针布局一样，这个编号就一致
适合谁用？
- 刚入门的新手
- 做实验需要快速插线的人
- 出接线图、教学PPT的时候标注用
因为你看一眼板子就能找到“第12个针脚”，不需要查资料。
但它有个致命弱点：
不是所有物理编号对应的都是可编程GPIO！
比如：
- Pin 1 → 3.3V 电源（不能做输入输出）
- Pin 2 → 5V 电源
- Pin 6 → GND（地）
这些都不是你能通过代码控制高低电平的“GPIO”。如果你在程序里试图对Pin 1设置output HIGH，那不仅没意义，还可能造成短路风险。
所以记住一句话：
物理编号 ≠ GPIO编号
它只是一个物理位置标签，包含了电源、地、保留引脚和真正的GPIO。
BCM编号（Broadcom SOC Channel）：芯片级的真实身份
现在换个视角：你不看板子了，转而去研究树莓派的核心芯片——博通（Broadcom）设计的SoC。
在这个芯片内部，每一个可以被软件控制的IO通道都有一个唯一的数字代号，比如 GPIO18、GPIO21……这些就是BCM编号。
举个例子：
你在程序里写GPIO.setup(18, OUT)，这里的“18”指的就是 BCM18，对应的是SoC内部第18号通用IO通道。
无论这个引脚在PCB上位于左上角还是右下角，只要它是BCM18，操作系统就会准确找到并控制它。
这种编号的优势在哪？
| 维度 | 说明 |
|---|---|
| ✅ 精准映射 | 直接关联到芯片寄存器，没有歧义 |
| ✅ 功能支持完整 | PWM、SPI、I²C等功能只绑定特定BCM引脚 |
| ✅ 行业标准 | 几乎所有官方文档、库、示例都默认使用BCM |
比如你想用硬件PWM输出方波信号，只有 BCM12、BCM13、BCM18 支持。你不可能靠“物理位置”实现这种功能。
再比如 I²C 的 SDA 和 SCL 引脚，在大多数树莓派上分别是 BCM2 和 BCM3 —— 而它们的物理编号是 Pin 3 和 Pin 5。
一张表看清本质区别
| 对比项 | 物理编号（BOARD） | BCM编号（BCM） |
|---|---|---|
| 编号依据 | 板子上的物理位置 | SoC内部通道编号 |
| 是否连续 | 是（1,2,3,…） | 否（跳着来，如2,3,4,7,8,9…） |
| 包含哪些引脚 | 所有针脚（含5V/3.3V/GND） | 仅可编程GPIO |
| 编程中常用吗 | 很少 | 极其常见 |
| 推荐用于 | 接线图、硬件连接 | 写代码、调API |
| Python中如何设置 | GPIO.setmode(GPIO.BOARD) | GPIO.setmode(GPIO.BCM) |
🛑重点提醒：如果你用了
GPIO.setmode(GPIO.BCM)，那你后面写的引脚号就必须是BCM编号；反之亦然。一旦错配，后果就是“接对了线，却控制错了脚”。
实战案例：为什么我的LED不亮？
假设你想点亮一个LED，把它接到了树莓派的物理编号12上。
查一下引脚图你会发现：
👉 物理编号12 =BCM18
接下来你写了段Python代码：
import RPi.GPIO as GPIO import time GPIO.setmode(GPIO.BOARD) # 注意这里设的是BOARD模式 LED_PIN = 18 # 你以为这是BCM18？ GPIO.setup(LED_PIN, GPIO.OUT) for _ in range(5): GPIO.output(LED_PIN, GPIO.HIGH) time.sleep(0.5) GPIO.output(LED_PIN, GPIO.LOW) time.sleep(0.5) GPIO.cleanup()结果呢？灯没亮。
错在哪？
虽然你接的是物理12（BCM18），但在代码中你用了GPIO.setmode(GPIO.BOARD)，这意味着LED_PIN = 18指的是物理编号18！
而物理编号18对应的是BCM24—— 完全不是你接的那个引脚！
这就相当于：你买了张12号座位的票，却坐到了18号位上，当然没人给你发餐。
正确做法一（推荐）：
统一使用BCM编号：
GPIO.setmode(GPIO.BCM) LED_PIN = 18 # 明确表示BCM18 GPIO.setup(LED_PIN, GPIO.OUT)正确做法二（仅限简单项目）：
坚持用物理编号，那就必须用物理编号写代码：
GPIO.setmode(GPIO.BOARD) LED_PIN = 12 # 物理编号12 GPIO.setup(LED_PIN, GPIO.OUT)✅ 总结一句口诀：
接线看物理，编程用BCM；模式要匹配，别让脚乱跑。
如何快速查清对应关系？三个实用工具推荐
1. 终端命令：pinout
如果你用的是较新的 Raspberry Pi OS，直接在终端输入：
pinout它会打印出当前树莓派型号的完整引脚图，清晰标注每个针脚的物理编号、BCM编号、功能名称（如SDA、SCL、TXD等），甚至还有文字说明。
2. 在线可视化工具
搜索 “raspberry pi pinout interactive” 可以找到很多图形化网页工具，比如 pinout.xyz 。
鼠标悬停就能看到详细信息，特别适合初学者学习。
3. 打印一张贴纸贴在板子旁
老司机的做法：下载一份高清引脚图，打印出来贴在工作台或盒子盖上，随时对照。
高阶提示：别忽视特殊功能引脚
有些BCM引脚具备复用功能，比如：
| BCM编号 | 特殊功能 |
|---|---|
| BCM18 | 支持硬件PWM0 |
| BCM8 / BCM7 | SPI CS0 / CS1 |
| BCM2 / BCM3 | I²C SDA / SCL |
| BCM14 / BCM15 | UART TXD / RXD |
如果你想实现精确的PWM调光、高速SPI通信或者稳定I²C读取，一定要优先选择这些原生支持的引脚，而不是随便找个GPIO凑合。
否则只能靠软件模拟，性能差、不稳定、占用CPU资源。
团队协作中的最佳实践
当你和其他人一起做项目时，最容易出问题的就是编号混乱。
为了避免扯皮，建议遵循以下规范：
代码中一律使用 BCM 编号
- 统一标准，减少误解
- 更容易移植到其他项目注释中标明物理编号
python LED_PIN = 18 # BCM18, 物理Pin 12绘制接线图时双标
- 同时写出物理编号和BCM编号
- 标注功能用途（如“连接DHT11数据线”）在README中声明编号模式
⚠️ 本项目使用 BCM 编号，请确保代码开头设置： GPIO.setmode(GPIO.BCM)
最后划重点：别再被编号绊倒了
回到最初的问题：
物理编号和BCM有什么区别？
答案已经很清楚了：
- 物理编号是给人看的——方便你动手接线；
- BCM编号是给程序看的——确保指令精准送达。
你可以把它们理解为：
📍 地址门牌 vs 户主身份证号
你在地图上找地方靠门牌号（物理编号），但银行开户必须用身份证号（BCM编号）。两者有关联，但用途完全不同。
掌握这一点，你就迈过了树莓派GPIO编程的第一道门槛。下次再遇到“接了线没反应”的情况，先别急着重启树莓派，花30秒检查一下：
“我是不是把物理编号当成BCM用了？”
往往问题就出在这儿。
如果你正在做一个物联网项目、自动化小车，或是学生实验作业，不妨现在就打开终端敲一遍pinout，重新认识一下这块小板子上的每一根针脚。
毕竟，真正的嵌入式开发，从来都不是“接上线就能跑”，而是理解每一行代码背后真实的硬件世界。
如果你在实践中还遇到过其他GPIO相关的坑，欢迎留言分享，我们一起避坑前行。
 23-9 组合模式)
