nodemcu中GPIO模块

一、基本介绍

请参考下面的GPIO引脚图以获取索引gpio映射。

IO index	ESP8266 pin	IO index	ESP8266 pin
0[*]	GPIO16	7	GPIO13
1	GPIO5	8	GPIO15
2	GPIO4	9	GPIO 3
3	GPIO0	10	GPIO1
4	GPIO2	11	GPIO9
5	GPIO14	12	GPIO10
6	GPIO12

[*] D0（GPIO16）只能用作gpio读/写。不支持漏极开路/中断/ pwm / i2c / ow。

引脚分布图

二、函数介绍

函数	功能
gpio.mode()	初始化引脚为GPIO模式，设置引脚的进/出方向，以及可选的内部弱上拉电路。
gpio.read()	读取数字GPIO引脚值。
gpio.serout()	根据一系列延迟时间（以µs为单位）对输出进行序列化。
gpio.trig()	建立或清除回调函数以在引脚的中断上运行。
gpio.write()	设置数字GPIO引脚值。

gpio.mode()
初始化引脚为GPIO模式，设置引脚的进/出方向，以及可选的内部弱上拉电路。
1. 句法
  gpio.mode(pin, mode [, pullup])
2. 参数
- pin 引脚进行配置，IO索引
- mode gpio.OUTPUT， gpio.OPENDRAIN，gpio.INPUT或gpio.INT之一（中断模式）
- pullup gpio.PULLUP使能弱上拉电阻；默认为gpio.FLOAT
1. 返回
  nil
4.例
gpio.mode(0, gpio.OUTPUT)
gpio.read()
读取数字GPIO引脚值。
1. 句法
  gpio.read(pin)
2. 参数
  pin 引脚读取，IO索引
3. 返回
  一个数字，0=低，1=高
4. 例
  -- read value of gpio 0.
  gpio.read(0)
gpio.trig()
建立或清除回调函数以在引脚的中断上运行。
如果在编译时未定义GPIO_INTERRUPT_ENABLE，则此功能不可用。
1. 句法
  gpio.trig(pin, [type [, callback_function]])
2. 参数
- pin 1-12，引脚触发，IO索引。注意，引脚0不支持中断。
- type“ up”，“ down”，“ both”，“ low”，“ high”分别代表上升沿，下降沿，两个沿，低电平和高电平触发模式。如果类型为“ none”或省略，则删除回调函数并禁用中断。
- callback_function(level, when, eventcount)触发发生时的回调函数。中断时指定引脚的电平作为第一个参数传递给回调。事件的时间戳作为第二个参数传递。以微秒为单位，与tmr.now()。此时间戳是在中断级别获取的，比在回调函数中获取时间更一致。此时间戳通常是检测到的第一个中断，但是在过载情况下，可能是后一个。eventcount是此回调消除的中断数。这对于边沿触发的中断最有效，并且可以对边沿进行计数。但是，请注意开关弹跳-单个开关闭合可能会产生多个脉冲。以数字方式生成边缘时，计数效果最佳。如果省略该函数，则将使用前一个回调函数。
1. 返回
  nil
2. 例

do
  -- use pin 1 as the input pulse width counter
  local pin, pulse1, du, now, trig = 1, 0, 0, tmr.now, gpio.trig
  gpio.mode(pin,gpio.INT)
  local function pin1cb(level, pulse2)
    print( level, pulse2 - pulse1 )
    pulse1 = pulse2
    trig(pin, level == gpio.HIGH  and "down" or "up")
  end
  trig(pin, "down", pin1cb)
end

gpio.write()
设置数字GPIO引脚值。
1. 句法
  gpio.write(pin, level)
2. 参数
- pin 引脚写入，IO索引
- level gpio.HIGH 要么 gpio.LOW
1. 返回
  nil
2. 例

-- set pin index 1 to GPIO mode, and set the pin to high.
pin=1
gpio.mode(pin, gpio.OUTPUT)
gpio.write(pin, gpio.HIGH)

gpio,serout()
.serout函数，文档里面写得又长又臭的，只看懂一点，估计使用来让一个Pin翻转产生序列的，还提到了同步和异步(回调)。

三、实操

nodeMCU板子上面刚好有个LED，我们可以拿这个LED来测试。先来看下板子的电路图。其中的R10，板子上面没有焊。

LED电路图

也就是说LED1和GPIO16连接到一起，低电平就可以点亮。而GPIO16对应的编号则是0。先用.mode配置GPIO16为输出模式。使用.write可以设置电平，设置成gpio.LOW会看到板子上的蓝灯亮起了。使用.read可以得到pin状态，这里使用print把读到的值打印出来。lua没有printf函数，用起来真费劲。另外，为了能够看到灯亮，这里用了一下tmr.delay做一下延时。

gpio.mode(0, gpio.OUTPUT)
print(gpio.read(0),"\n")
gpio.write(0, gpio.LOW)
print(gpio.read(0),"\n")
tmr.delay(1000000)
gpio.write(0, gpio.HIGH)
print(gpio.read(0),"\n")

接下来,我们来看看.trig函数是怎么工作的，直接上代码。板子上面的flash按键（接在3号IO上）在上电后是可以用来当做普通按键使用的，不一定要外接按键。

gpio.mode(0, gpio.OUTPUT)
gpio.mode(3, gpio.INT, gpio.PULLUP)
function ledTrg()
    local i = gpio.read(0)
    if (i == 0) then
        gpio.write(0, gpio.HIGH)
    else
        gpio.write(0, gpio.LOW)
    end
end
gpio.trig(3, "low", ledTrg)

.serout函数可以用来让IO输出特定电平。直接看一个例子

time = 0
time = tmr.now()
gpio.mode(1, gpio.OUTPUT, PULLUP)
gpio.serout(1,1,{3,7},8)
print(tmr.now() - time)
time = tmr.now()
gpio.serout(1,1,{5000,5000},8, 1)
print(tmr.now() - time)

不过这个例子，需要示波器来配合，才能看出效果。

gpio.serout(1,1,{3,7},8)

gpio.serout(1,1,{5000,5000},8, 1)

或者把后面的5ms改成500ms，接上LED。会看到灯闪了几下。

四、综合例子

结合上一篇的tmr模块，实现呼吸灯效果。函数ledPWM用来改变LED状态，同时，修改高低电平的持续时间。不过.interval的最小单位是ms，所以，效果不是特别好。一个周期的时间不要大于50HZ（20ms），不然会有明显的闪烁。changePWM函数用来调节占空比。最后启动两个静态定时器。把程序send到nodeMCU里面就可以看到效果了~

ledState = 0
pwm = 1
flag = 0
gpio.mode(0, gpio.OUTPUT)

function ledPWM() 
    if (ledState == 1) then
        ledState = 0
        gpio.write(0, gpio.HIGH)
        tmr.interval(0, 20 - pwm)
    else 
        ledState = 1
        gpio.write(0, gpio.LOW)
        tmr.interval(0, pwm)
    end
end
function changePWM()
    if(flag == 0) then
        if(pwm == 12) then
            pwm = 11
            flag = 1
        else
            pwm = pwm + 1
        end 
    else
        if(pwm == 1) then
            pwm = 2
            flag = 0
        else
            pwm = pwm - 1
        end         
    end
end

tmr.alarm(0, 1, tmr.ALARM_AUTO, ledPWM)
tmr.alarm(1, 80, tmr.ALARM_AUTO, changePWM)

一个例子，估计你看着不过瘾。上面使用.trig来做按键扫描效果不是特别理想。这里，使用定时器扫描的方式来做按键扫描。

gpio.mode(0, gpio.OUTPUT)
gpio.mode(1, gpio.INPUT, gpio.PULLUP)
keyScanTime = tmr.create()
keyCnt = 0
function ledCtrl() 
    local i = gpio.read(0)
    if(i == 0) then
        gpio.write(0, gpio.HIGH)
    else
        gpio.write(0, gpio.LOW)
    end
end
function keyScan() 
    local key = gpio.read(1)
    if (key == 0) then
        keyCnt = keyCnt + 1
    else
        if(keyCnt > 10) then
            ledCtrl()
            keyCnt = 0
        end
    end
end
tmr.alarm(keyScanTime, 10, tmr.ALARM_AUTO, keyScan)

keyScan函数以10ms的扫描周期扫描按键的电平状态，当按键按下足够长的时间后松手，则调用ledCtrl函数。赶紧send to esp后，按一下按键看看效果吧,调试过程中，不要重复send代码。可以先按ESPlorer上面的Reset按钮，重启模块。不然可以会导致模块重启。猜测是，重复注册定时器导致的。使用静态定时器，还可以在右边发送tmr.stop(定时器序号)来暂停。动态创建的，估计就比较麻烦了。

五、引用

https://www.jianshu.com/p/c3ef61c9c59b