淺談ESP8266的IO口功能

在IOT Kit開發板上提供了一些基礎的外設及傳感器，本篇通過驅動按鍵、LED燈、繼電器、光敏電阻和電機來學習ESP8266的IO口功能，即數字輸入、數字輸出、模擬輸入和PWM模擬輸出功能。

1. 數字IO

Arduino for ESP8266可以使用Arduino操作IO口的方式，即使用pinMode、digitalRead和digitalWrite函數進行操作：

使用pinMode(pin, mode)來設置GPIO口工作模式，pin取值范圍0 ~ 16，mode可選值見下文；
使用digitalRead(pin)來讀取GPIO口電平，返回值為HIGH或LOW，即1和0；
使用digitalWrite(pin, value)來設置輸出狀態，value可選值為HIGH或LOW，即1和0；
數字引腳0-15可設置為INPUT、OUTPUT、INPUT_PULLUP模式(輸入、輸出、上拉輸入)；數字引腳16可設置為INPUT、OUTPUT、INPUT_PULLDOWN_16模式(輸入、輸出、下拉輸入)；啟動時，這些引腳默認配置為INPUT模式；
引腳還可以提供其他功能，例如串口、I2C、SPI，這些函數通常由相應的庫配置。

在IOT Kit開發板上，按鍵一端連接GPIO16引腳，另一端通過電阻連接到3.3V電源，配置按鍵下拉輸入模式，則按鍵按下輸入高，按鍵抬起輸入低。

char keyCheck(void)
{  
 static char key_up=1;//按鍵松開
 if(key_up&&(digitalRead(Key_Pin)==HIGH))
 {
  delay(10);//去抖動 
  key_up=0;
  if(digitalRead(Key_Pin)==HIGH)return 1;
 }else if(digitalRead(Key_Pin)==LOW)key_up=1;      
  return 0;// 無按鍵按下
}

繼電器連接GPIO15，通過下圖可知，輸出高電平繼電器開，輸出低電平繼電器關。ESP8266模塊上的LED燈連接GPIO2，輸出高電平關閉，輸出低電平打開。

繼電器電路圖

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

2. 模擬IO

ESP8266 有一個可供用戶使用的 ADC 通道。它可用于讀取 ADC 引腳上的電壓，或讀取模塊電源電壓 (VCC)。要讀取施加到 ADC 引腳的外部電壓，使用analogRead(A0)，電壓量程為0 ~ 1.0V，ADC值范圍為0 ~ 1023。

在IOT Kit開發板上，光敏電阻通過分壓電阻連接到ADC引腳。當光線亮時，光敏電阻阻值減小，分壓電壓小，ADC值小，反之ADC值變大。

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

GPIO0 ~ 16支持PWM輸出，具體說明如下：

使用analogWrite(pin, value)來對pin上輸出PWM信號，value表示高電平保持時間，默認下value取值為0 ~ 1023，當value為0時即停止PWM輸出；
使用analogWriteRange(new_range)修改PWM value可寫范圍，默認range為1023；
使用analogWriteFreq(new_frequency)修改PWM頻率，new_frequency取值范圍100 ~ 40000Hz，默認為1000Hz；

IOT Kit開發板上的電機驅動芯片為L9110S，當兩個控制引腳INA和INB同時高電平或低電平時，電機停止，當兩個引腳一高一低時可對電機進行正反轉控制。

電機驅動電路

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

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