ESP-C3入门3. 基于IDF的GPIO基本操作

Posted 2023-02-24 编程圈子

ESP-C3入门3. 基于IDF的GPIO基本操作

• 一、ESP32-C3的GPIO口资源
• 二、重要的API
• • 1. gpio口配置函数
  • • gpio_config_t 结构体
  • 2. gpio口复位函数
  • 3. 设置 gpio 方向
  • 4. GPIO输出高、低电平
  • 5. 输入模式检测电平
  • 6. 配置单个引脚内部上、下拉电阻
  • 7. 配置内部上下拉电阻
• 三、 示例
• • 1. RGB轮流显示
  • 2. 读取GPIO值示例

一、ESP32-C3的GPIO口资源

ESP32-C3有22个物理GPIO管脚，编号从0~21。
每个管脚可用作通用IO，或连接一个内部的外设信号。

GPIO引脚特殊功能介绍：

GPIO	模拟功能	注释
GPIO0	ADC1_CH0	RTC
GPIO1	ADC1_CH1	RTC
GPIO2	ADC1_CH2	Strapping 管脚；RTC
GPIO3	ADC1_CH3	RTC
GPIO4	ADC1_CH4	RTC
GPIO5	ADC2_CH0	RTC
GPIO6
GPIO7
GPIO8		Strapping 管脚
GPIO9		Strapping 管脚
GPIO10
GPIO11
GPIO12		SPI0/1
GPIO13		SPI0/1
GPIO14		SPI0/1
GPIO15		SPI0/1
GPIO16		SPI0/1
GPIO17		SPI0/1
GPIO18		USB-JTAG
GPIO19		USB-JTAG
GPIO20
GPIO21

说明：

• GPIO2、8、9是Strapping管脚；它们和芯片复位状态有关，在芯片的系统复位过程中，Strapping管脚对自己电平采样并存储到锁存器，一直保持到芯片掉电或关闭。避免把这几个端口使用到其它功能上。
• GPIO12-17通常用于SPI flash和PSRAM，不推荐用作其它用途；
• GPIO18、19默认用于USB-JTAG，如果用作GPIO将无法使用USB-JTAG；
• RTC：GPIO0-5可以在Deep-sleep模式时使用。

二、重要的API

头文件位置：
components/driver/include/driver/gpio.h

1. gpio口配置函数

esp_err_t gpio_config(const gpio_config_t *pGPIOConfig)
端口可以设置以下模式：

• pull-up
• PullDown
• IntrType
• 参数： pGPIOConfig结构体
• 返回： ERP_OK或ESP_ERR_INVALID_ARG

gpio_config_t 结构体

公共成员	类型	说明
pin_bit_mask	unit64_t	gpio引脚
mode	gpio_mode_t	模式，input或oputput
pull_up_en	gpio_pullup_t	是否启用内部上拉电阻，前提是已配置上拉电阻
pull_down_en	gpio_pulldown_t	是否启用内部下拉电阻，前提是已配置下拉电阻
intr_type	gpio_int_type_t	中断类型

使用示例：

     gpio_set_pull_mode(3, GPIO_PULLUP_ONLY);
     gpio_set_pull_mode(4, GPIO_PULLUP_ONLY);
     gpio_set_pull_mode(5, GPIO_PULLUP_ONLY);
     gpio_config_t ioConfig = 
         .pin_bit_mask = (1ull<<3) || (1ull<<4) || (1ull<<5),
         .mode = GPIO_MODE_OUTPUT,
         .pull_up_en = 1
     ;
     gpio_config(&ioConfig);

2. gpio口复位函数

esp_err_t gpio_reset_pin(gpio_num_t gpio_num)

• 设置为上拉、禁用输入、禁用输出
• 参数： gpio口号
• 返回： ESP_OK

3. 设置 gpio 方向

gpio_set_direction(gpio_num_tgpio_num, gpio_mode_tmode)

gpio_mode_tmode值：

• GPIO_MODE_DISABLE
• GPIO_MODE_INPUT
• GPIO_MODE_OUTPUT
• GPIO_MODE_OUTPUT_OD
• GPIO_MODE_INPUT_OUTPUT_OD
• GPIO_MODE_INPUT_OUTPUT

4. GPIO输出高、低电平

gpio_set_level(gpio_num_t gpio_num, uint32_t level)
level:

• 0 低电平
• 1 高电平

5. 输入模式检测电平

gpio_get_level(gpio_num_t gpio_num)

6. 配置单个引脚内部上、下拉电阻

• gpio_set_pull_mode(gpio_num_t gpio_num)
• gpio_pullup_en(gpio_num_t gpio_num)
• gpio_pullup_dis(gpio_num_t gpio_num)
• gpio_pulldown_en(gpio_num_t gpio_num)
• gpio_pulldown_dis(gpio_num_t gpio_num)

7. 配置内部上下拉电阻

esp_err_t gpio_set_pull_mode(gpio_num_t gpio_num, gpio_pull_mode_t pull)
pull值列表：

• GPIO_PULLUP_ONLY —— 仅上拉
• GPIO_PULLDOWN_ONLY —— 仅下拉
• GPIO_PULLUP_PULLDOWN —— 全部启用
• GPIO_FLOATING —— 悬空

三、 示例

1. RGB轮流显示

#include "driver/gpio.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"

void app_main()
    gpio_reset_pin(GPIO_NUM_3);
    gpio_reset_pin(GPIO_NUM_4);
    gpio_reset_pin(GPIO_NUM_5);
    gpio_set_direction(GPIO_NUM_3, GPIO_MODE_OUTPUT);
    gpio_set_direction(GPIO_NUM_4, GPIO_MODE_OUTPUT);
    gpio_set_direction(GPIO_NUM_5, GPIO_MODE_OUTPUT);

    int i=0;
    while(1)
        printf("r=%d,g=%d,b=%d \\n", i%3==0?0:1, i%3==1?0:1,i%3==2?0:1);
        //1为高电平，0为低电平
        gpio_set_level(GPIO_NUM_3,i%3==0?0:1);   // 红
        gpio_set_level(GPIO_NUM_4,i%3==1?0:1);   // 绿
        gpio_set_level(GPIO_NUM_5,i%3==2?0:1);   // 蓝

        vTaskDelay(CONFIG_BLINK_PERIOD / portTICK_PERIOD_MS);
        i++;
        if(i>2)i=0;
    

2. 读取GPIO值示例

#include "driver/gpio.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"

void app_main()

    gpio_reset_pin(GPIO_NUM_6);
    gpio_set_direction(GPIO_NUM_6, GPIO_MODE_INPUT);
    // 配置下拉，默认低电平
    gpio_pulldown_en(GPIO_NUM_6);

    while (1)
    
        vTaskDelay(CONFIG_BLINK_PERIOD / portTICK_PERIOD_MS);
        int s = gpio_get_level(GPIO_NUM_6);
        printf("gpio6=%d \\n", s);