浅谈ESP8266的IO口功能

在IOT Kit开发板上提供了一些基础的外设及传感器，本篇通过驱动按键、LED灯、继电器、光敏电阻和电机来学习ESP8266的IO口功能，即数字输入、数字输出、模拟输入和PWM模拟输出功能。

1. 数字IO

Arduino for ESP8266可以使用Arduino操作IO口的方式，即使用pinMode、digitalRead和digitalWrite函数进行操作：

• 使用pinMode(pin, mode)来设置GPIO口工作模式，pin取值范围0 ~ 16，mode可选值见下文；
• 使用digitalRead(pin)来读取GPIO口电平，返回值为HIGH或LOW，即1和0；
• 使用digitalWrite(pin, value)来设置输出状态，value可选值为HIGH或LOW，即1和0；
• 数字引脚0-15可设置为INPUT、OUTPUT、INPUT_PULLUP模式(输入、输出、上拉输入)；数字引脚16可设置为INPUT、OUTPUT、INPUT_PULLDOWN_16模式(输入、输出、下拉输入)；启动时，这些引脚默认配置为INPUT模式；
• 引脚还可以提供其他功能，例如串口、I2C、SPI，这些函数通常由相应的库配置。

在IOT Kit开发板上，按键一端连接GPIO16引脚，另一端通过电阻连接到3.3V电源，配置按键下拉输入模式，则按键按下输入高，按键抬起输入低。

char keyCheck(void)
{  
 static char key_up=1;//按键松开
 if(key_up&&(digitalRead(Key_Pin)==HIGH))
 {
  delay(10);//去抖动 
  key_up=0;
  if(digitalRead(Key_Pin)==HIGH)return 1;
 }else if(digitalRead(Key_Pin)==LOW)key_up=1;      
  return 0;// 无按键按下
}

继电器连接GPIO15，通过下图可知，输出高电平继电器开，输出低电平继电器关。ESP8266模块上的LED灯连接GPIO2，输出高电平关闭，输出低电平打开。

继电器电路图

if(keyCheck()==1)
{
  key_sta = !key_sta;
  digitalWrite(Relay_Pin, key_sta);
  digitalWrite(Led_Pin, !key_sta);
}

2. 模拟IO

ESP8266 有一个可供用户使用的 ADC 通道。它可用于读取 ADC 引脚上的电压，或读取模块电源电压 (VCC)。要读取施加到 ADC 引脚的外部电压，使用analogRead(A0)，电压量程为0 ~ 1.0V，ADC值范围为0 ~ 1023。

在IOT Kit开发板上，光敏电阻通过分压电阻连接到ADC引脚。当光线亮时，光敏电阻阻值减小，分压电压小，ADC值小，反之ADC值变大。

oled.print("ADC:");
oled.print(analogRead(A0)); //A0引脚ADC值 范围0~1023

GPIO0 ~ 16支持PWM输出，具体说明如下：

• 使用analogWrite(pin, value)来对pin上输出PWM信号，value表示高电平保持时间，默认下value取值为0 ~ 1023，当value为0时即停止PWM输出；
• 使用analogWriteRange(new_range)修改PWM value可写范围，默认range为1023；
• 使用analogWriteFreq(new_frequency)修改PWM频率，new_frequency取值范围100 ~ 40000Hz，默认为1000Hz；

IOT Kit开发板上的电机驱动芯片为L9110S，当两个控制引脚INA和INB同时高电平或低电平时，电机停止，当两个引脚一高一低时可对电机进行正反转控制。

电机驱动电路

//加速正转
  analogWrite(MotorB_Pin, 0);
  for(int i=10;i<30;i++)
  {
    analogWrite(MotorA_Pin, i);
    delay(10);
  }

  //减速反转
  analogWrite(MotorA_Pin, 0);
   for(int i=30;i>10;i--)
  {
    analogWrite(MotorB_Pin, i);
    delay(10);
  }

3. 程序下载验证

将开发板连接电脑进行程序下载，上传完成后，OLED显示ADC值，通过遮挡光敏电阻可看到数字改变。通过按键可控制继电器及LED指示灯，电机以不同速度正反转。

实现现象