GPIO（通用输入输出端口）

最常用的外设之一

• General Purpose Input Output，即通用输入输出端口，简称 GPIO
• 用于写入和读取引脚状态。被广泛用于点灯和检测按键。

函数

pinMode() // 设置引脚的工作模式
digitalWrite() // 设置引脚输出高低电平数字信号
digitalRead() // 从制定引脚读取外部输入的数字信号 

pinMode (pin, mode) - 设置引脚工作模式

pinMode() | Arduino Documentation (opens new window)

void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);    // sets the digital pin 13 as output
}

void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH); // sets the digital pin 13 on
  delay(1000);            // waits for a second
  digitalWrite(13, LOW);  // sets the digital pin 13 off
  delay(1000);            // waits for a second
}

digitalWrite (pin, value) - 设置引脚高 / 低电平

Warning

仅在 pinMode(x, OUTPUT) 为 OUTPUT 模式时生效

digitalRead (pin) - 读取引脚电平状态

Warning

仅在 pinMode(x, INPUT) 为 INPUT 模式时生效

延迟函数

// 阻塞延迟
delay(500); // 毫秒
delayMicroseconds(1000); // 微妙

// 非阻塞实现
millis(); // 读取自程序启动以来的毫米数；通过判断毫秒数的变化实现延迟执行

实验

LED 点亮

• 灌入电流：指 LED 供电电流是由外部提供电流，将电流灌入 MCU，因此 MCU 需要设置低电平才可点亮。
• 输出电流：指由 MCU 提供电压电流，将电流输出给 LED，因此 MCU 需要设置高电平才可点亮。

而至于一个开发板是使用灌入电流还是输出电流实现的 LED 点亮，最佳的办法是查看原理图，如果没有原理图或只能靠蒙。

void setup() {
  pinMode(13, OUTPUT);
  digitalWrite(13, HIGH); // 设置高电平，如果不亮就低电平；但通常在初始化时设置为不亮
}

void loop() {
  digitalWrite(13, LOW);
  delay(200);
  digitalWrite(13, HIGH);
  delay(200);
}

Note

Arduino 内置了大量的示例代码，如（顶部）文件 - 示例 - ESP32 - GPIO - BlinkRGB

优化延迟逻辑

unsigned long time0 = 0;
unsigned long temp = 0;
unsigned long t = 1000;

....

void loop(){
	time = millis();
	if((time - temp) >= t){
		temp = time;
		// 执行1000毫秒一次的逻辑
	}
}

蜂鸣器

蜂鸣器是一种将电信号转换为声音信号的器件，常用于产生按键音、报警音等提示信号。 蜂鸣器按驱动方式可分为 有源蜂鸣器 和 无源蜂鸣器。

有源蜂鸣器：内部自带震荡源，将正负极接上直流电源就会叫。 无源蜂鸣器：内部不带震荡源，需要控制器提供振荡脉冲才可发声，调整提供振荡脉冲的频率，可发出不同频率的声音，比如 “多来米发索拉西”。

Note

• 有源蜂鸣器不能跟 LED 一样直接用单片机 IO 口驱动，一般来说，蜂鸣器的电流需求比较大，通常 30ma 左右，而单片机的 IO 口驱动能力有限往往无法提供这么大的电流。可以使用外部驱动电路驱动蜂鸣器工作（三极管开关电路）。
• 具体见：ESP 芯片数据手册及蜂鸣器数据手册的参数

与 LED 代码类似，主要区别为 GPIO 操控的是三极管的