ESP32 Цифровые входы и цифровые выходы (Arduino IDE)

В этом руководстве для начинающих вы узнаете, как считывать цифровые входы, например кнопку, и управлять цифровыми выходами, например светодиодом, используя ESP32 с Arduino IDE.

ESP32 чтение входов и управление выходами в Arduino IDE

Предварительные требования 

Мы будем программировать ESP32 с помощью Arduino IDE. Поэтому убедитесь, что у вас установлено дополнение для плат ESP32, прежде чем продолжить:

Установка платы ESP32 в Arduino IDE (Windows, Mac OS X, Linux)

Управление цифровыми выходами ESP32 

Сначала необходимо установить GPIO, которым вы хотите управлять, в режим OUTPUT. Используйте функцию pinMode() следующим образом:

pinMode(GPIO, OUTPUT);

Для управления цифровым выходом вам нужно использовать функцию digitalWrite(), которая принимает в качестве аргументов GPIO (целое число) и состояние – HIGH или LOW.

digitalWrite(GPIO, STATE);

Все GPIO могут использоваться как выходы, кроме GPIO 6-11 (подключены к встроенной SPI flash-памяти) и GPIO 34, 35, 36 и 39 (только входы).

Подробнее о GPIO ESP32: Справочное руководство по GPIO ESP32

Чтение цифровых входов ESP32 

Сначала установите GPIO, который вы хотите считывать, в режим INPUT, используя функцию pinMode() следующим образом:

pinMode(GPIO, INPUT);

Для чтения цифрового входа, например кнопки, используйте функцию digitalRead(), которая принимает в качестве аргумента GPIO (целое число).

digitalRead(GPIO);

Все GPIO ESP32 могут использоваться как входы, кроме GPIO 6-11 (подключены к встроенной SPI flash-памяти).

Подробнее о GPIO ESP32: Справочное руководство по GPIO ESP32

Чтобы показать вам, как использовать цифровые входы и цифровые выходы, мы создадим простой пример проекта с кнопкой и светодиодом. Мы будем считывать состояние кнопки и включать светодиод соответствующим образом, как показано на следующем рисунке.

Схема подключения 

Прежде чем продолжить, необходимо собрать схему со светодиодом и кнопкой. Мы подключим светодиод к GPIO 5, а кнопку – к GPIO 4.

Необходимые компоненты 

Вот список компонентов, необходимых для сборки схемы:

Вы можете использовать ссылки выше или перейти на MakerAdvisor.com/tools, чтобы найти все компоненты для ваших проектов по лучшей цене!

Код 

Скопируйте следующий код в вашу Arduino IDE.

// Complete Instructions: https://RandomNerdTutorials.com/esp32-digital-inputs-outputs-arduino/

// set pin numbers
const int buttonPin = 4;  // the number of the pushbutton pin
const int ledPin =  5;    // the number of the LED pin

// variable for storing the pushbutton status
int buttonState = 0;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  // initialize the pushbutton pin as an input
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  // initialize the LED pin as an output
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  // read the state of the pushbutton value
  buttonState = digitalRead(buttonPin);
  Serial.println(buttonState);
  // check if the pushbutton is pressed.
  // if it is, the buttonState is HIGH
  if (buttonState == HIGH) {
    // turn LED on
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
  } else {
    // turn LED off
    digitalWrite(ledPin, LOW);
  }
}

Исходный код на GitHub

Как работает код 

В следующих двух строках вы создаёте переменные для назначения пинов:

const int buttonPin = 4;
const int ledPin = 5;

Кнопка подключена к GPIO 4, а светодиод – к GPIO 5. При использовании Arduino IDE с ESP32, число 4 соответствует GPIO 4, а число 5 соответствует GPIO 5.

Далее вы создаёте переменную для хранения состояния кнопки. По умолчанию её значение равно 0 (не нажата).

int buttonState = 0;

В функции setup() вы инициализируете кнопку как INPUT, а светодиод как OUTPUT. Для этого используется функция pinMode(), которая принимает пин и режим: INPUT или OUTPUT.

pinMode(buttonPin, INPUT);
pinMode(ledPin, OUTPUT);

В функции loop() вы считываете состояние кнопки и устанавливаете светодиод соответствующим образом.

В следующей строке вы считываете состояние кнопки и сохраняете его в переменной buttonState. Как мы видели ранее, для этого используется функция digitalRead().

buttonState = digitalRead(buttonPin);

Следующая конструкция if проверяет, является ли состояние кнопки HIGH. Если да, то светодиод включается с помощью функции digitalWrite(), которая принимает в качестве аргумента ledPin и состояние HIGH.

if (buttonState == HIGH) {
  digitalWrite(ledPin, HIGH);
}

Если состояние кнопки не HIGH, светодиод выключается. Просто передайте LOW в качестве второго аргумента функции digitalWrite().

else {
  digitalWrite(ledPin, LOW);
}

Загрузка кода 

Перед нажатием кнопки загрузки перейдите в Tools > Board и выберите используемую плату. В данном случае это плата DOIT ESP32 DEVKIT V1.

Перейдите в Tools > Port и выберите COM-порт, к которому подключён ESP32. Затем нажмите кнопку загрузки и дождитесь сообщения «Done uploading».

Если вы видите множество точек (……) в окне отладки и сообщение «Failed to connect to ESP32: Timed out waiting for packet header», это означает, что вам нужно нажать кнопку BOOT на плате ESP32 после появления точек.

Демонстрация 

После загрузки кода проверьте вашу схему. Светодиод должен загореться при нажатии кнопки:

И погаснуть, когда вы её отпустите:

Заключение 

В этом руководстве для начинающих вы узнали, как считывать цифровые входы и управлять цифровыми выходами ESP32 с помощью Arduino IDE.

Если вы хотите узнать, как считывать аналоговые входы или выводить ШИМ-сигналы, прочитайте следующие руководства:

Также вам может быть полезно ознакомиться со справочным руководством по GPIO ESP32, которое описывает, как использовать GPIO ESP32 и их функции.

Если вы хотите узнать больше о ESP32, ознакомьтесь с нашими ресурсами:

Источник: ESP32 Digital Inputs and Digital Outputs (Arduino IDE)