ESP8266学习笔记——GPIO接口使用

Posted 2022-08-16 Leung_ManWah

一、GPIO功能选择

GPIO 相关接口位于 /ESP8266_NONOS_SDK/include/eagle_soc.h和gpio.h。

管脚功能选择宏定义：PIN_FUNC_SELECT(PIN_NAME,FUNC)

以8266的MTDI为例，说明GPIO功能的选择。
功能选择寄存器PERIPHS_IO_MUX_MTDI_U(不同的GPIO，该寄存器不同)
PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_MTDI_U,FUNC_GPIO12);
此处的FUNC_GPIO12=3。
不同的PIN脚，配置不同。
配置的时候，请参考 ESP8266_Pin_List_xxxxxx.xlsx[vt4t] 表格，在该表格的Digital Die Pin List页中可以查到通用的GPIO以及复用功能，在Reg页可以查阅到GPIO功能选择相关的寄存器。

Digital Die Pin List该页中FUNCTION下拉选择项就是功能的配置选项。需要注意的是，如果需要配置为FUNCTION3，应该往寄存器对应的位中写2，如果需要配置为FUNCTION2，应该往寄存器对应的位中写1，以此类推。

二、GPIO属性设置

设置GPIO属性函数：gpio_output_set

2.1 GPIO输出

GPIO输出宏定义：GPIO_OUTPUT_SET(gpio_no, bit_value)

以8266的MTDI为例，说明GPIO输出功能。
配置MTDI输出高电平
GPIO_OUTPUT_SET(GPIO_ID_PIN(12), 1);
配置MTDI输出低电平
GPIO_OUTPUT_SET(GPIO_ID_PIN(12), 0);

2.2 GPIO输入

GPIO输入相关宏：
GPIO_DIS_OUTPUT(gpio_no)
GPIO_INPUT_GET(gpio_no)

以8266的MTDI为例，说明GPIO输入功能。
配置MTDI为输入模式
GPIO_DIS_OUTPUT(GPIO_ID_PIN(12));
获取MTDI管脚的电平状态
Uint8 level=0;
level=GPIO_INPUT_GET(GPIO_ID_PIN(12))；
如果MTDI的电平为高电平，那么GPIO_INPUT_GET的返回值为1， level=1;
如果MTDI的电平为低电平，那么GPIO_INPUT_GET的返回值为0， level=0;

2.3 GPIO上拉

GPIO输入相关宏：
PIN_PULLUP_EN(PIN_NAME)
PIN_PULLUP_DIS(PIN_NAME)

以8266的MTDI为例，说明GPIO上拉功能。
开启上拉
PIN_PULLUP_EN(PERIPHS_IO_MUX_MTDI_U);
该语句作用是向PERIPHS_IO_MUX_MTDI_U的第7位写1。该位置1表示使能MTDI的上拉功能。
关闭上拉
PIN_PULLUP_DIS(PERIPHS_IO_MUX_MTDI_U);

三、GPIO中断

GPIO中断相关宏：
ETS_GPIO_INTR_ENABLE() //开 GPIO 中断
ETS_GPIO_INTR_DISABLE() //关 GPIO 中断
ETS_GPIO_INTR_ATTACH(func, arg) //注册 GPIO 中断处理函数

GPIO中断相关函数：gpio_pin_intr_state_set

typedef enum 
GPIO_PIN_INTR_DISABLE = 0,  // 该GPIO的中断禁止
GPIO_PIN_INTR_POSEDGE = 1, // 上升沿触发中断
GPIO_PIN_INTR_NEGEDGE = 2, // 下降沿触发中断
GPIO_PIN_INTR_ANYEGDE = 3, // 双沿触发中断
GPIO_PIN_INTR_LOLEVEL = 4, // 低电平
GPIO_PIN_INTR_HILEVEL = 5 // 高电平
 GPIO_INT_TYPE;

该结构体用来配置gpio的中断触发方式，该结构体在gpio.h中声明。

GPIO中断处理函数
在 GPIO 中断处理函数内，需要做如下操作来清除响应位的中断状态：
uint32 gpio_status;
gpio_status = GPIO_REG_READ(GPIO_STATUS_ADDRESS);
//清除中断状态
GPIO_REG_WRITE(GPIO_STATUS_W1TC_ADDRESS, gpio_status);
//GPIO_STATUS_ADDRESS: 中断状态寄存器地址
//GPIO_STATUS_W1TC_ADDRESS: 清中断寄存器地址

四、应用场景

4.1 点亮LED灯

Step 1) 配置MTDI为GPIO模式
PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_MTDI_U,FUNC_GPIO12);
Step 2) 配置MTDI输出低电平
GPIO_OUTPUT_SET(GPIO_ID_PIN(12), 0);

4.2 按键中断

#include "ets_sys.h"
#include "osapi.h"
#include "user_interface.h"

#define INT_GPIO	5

/*
 * function: user_gpio_interrupt
 * description: GPIO中断处理函数
 */
void user_gpio_interrupt(void *arg) 
// Step 1) 清除该中断
	u32 gpio_status;
	gpio_status = GPIO_REG_READ(GPIO_STATUS_ADDRESS);
	//clear interrupt status
	GPIO_REG_WRITE(GPIO_STATUS_W1TC_ADDRESS, gpio_status);
// Step 2) 获取管脚状态
	u8 gpio = GPIO_INPUT_GET(INT_GPIO);
	os_delay_us(20 * 1000);		// 延时20ms，去抖动
	if (gpio == GPIO_INPUT_GET(INT_GPIO)) 
		os_printf("GPIO %d: %d\\r\\n", INT_GPIO, gpio);
	


/*
 * function: user_gpio_interrupt_init
 * description: GPIO中断处理初始化
 */
void ICACHE_FLASH_ATTR
user_gpio_interrupt_init(void) 
// Step 1) 配置管脚5为GPIO模式
	PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_GPIO5_U, FUNC_GPIO5);
// Step 2) 配置管脚5为输出模式
	GPIO_DIS_OUTPUT(INT_GPIO);
// Step 3) 禁止所有的IO中断
    ETS_GPIO_INTR_DISABLE();
// 注册 GPIO 中断处理函数
	ETS_GPIO_INTR_ATTACH(user_gpio_interrupt, NULL);
	/*
	 * GPIO_PIN_INTR_DISABLE - 禁能
	 * GPIO_PIN_INTR_POSEDGE - 上升沿
	 * GPIO_PIN_INTR_NEGEDGE - 下降沿
	 * GPIO_PIN_INTR_ANYEDGE - 双边沿
	 * GPIO_PIN_INTR_LOLEVEL - 低电平
	 * GPIO_PIN_INTR_HILEVEL - 高电平
	 */

	gpio_pin_intr_state_set(GPIO_ID_PIN(INT_GPIO), GPIO_PIN_INTR_ANYEDGE);

	// 开 GPIO 中断
	ETS_GPIO_INTR_ENABLE();

	os_printf("user_gpio_interrupt_init\\r\\n");

---

• 由 Leung 写于 2018 年 10 月 15 日

• 参考：ESP8266 Non-OS SDK API参考[7qq6]
　　　　ESP8266 GPIO使用说明[prfi]