3、nodeMCU学习笔记--gpio模块

闲言碎语

今天的主角是gpio模块。nodeMCU总共有12个GPIO，这些IO中只有两个是纯粹的IO，其他的都可以设置成其他外设PIN。nodeMCU对这些IO都做了重新编号，对应如下表：

index	PIN	index	PIN
0	GPIO16	7	GPIO13
1	GPIO5	8	GPIO15
2	GPIO4	9	GPIO3
3	GPIO0	10	GPIO1
4	GPIO2	11	GPIO9
5	GPIO14	12	GPIO10
6	GPIO12

需要注意的是，index_0只能做IO用来读写，不能用来做其他外设。
整个模块长这样子：

[图片来自](https://github.com/nodemcu/nodemcu-devkit-v1.0#pin-map)

模块函数

模块只有5个函数，还是比较少的，也是比较简单的。一起来看看

|序号|函数名|参数|返回值|
|---|:---:|:---:|:---:|---:|
|1|gpio.mode()|pin, mode, [ullup]|nil|
|2|gpio.read()|pin|0 / 1|
|3|gpio.serout()|pin, start_level, delay_times [, repeat_num[, callback]]|nil|
|4|gpio.trig()|pin, [type [, callback_function]]|nil|
|5|gpio.write()|pin, level|nil|
这里面的.read和.write函数最简单。前者用来读一个Pin的电平，如果是高电平就返回1；后者用来操作一个Pin的电平。

.mode函数则是用来初始一个Pin的状态。mode参数有选择下面几个：

• gpio.OUTPUT

• gpio.OPENDRAIN
• gpio.INPUT
• gpio.INT
  注意index_0不支持OD和INT

pullup为可选参数，传入gpio.PULLUP可以使能弱上拉，默认为浮空（gpio.FLOAT）。

.trig函数用来设置或移除Pin中断回调，需要使用.mode将对应的pin设置为中断模式，可以把它理解为中断函数~
pin可以传入参数1~12。index_0不支持中断
type可以传入 "up", "down", "both", "low", "high"。传入"none"或者没有回调函数则失能回调。

.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)。

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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部分电路图

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")

gpio_1

接下来,我们来看看 .trig函数是怎么工作的，直接上代码。

gpio.mode(0, gpio.OUTPUT)
gpio.mode(1, 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(1, "low", ledTrg)

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。

这里，在1号脚上面外加一个按键。同时，配置成中断模式，低电平触发。触发后调用ledTrg函数。ledTrg函数的功能就是把板子上面的led翻转一下电平。下图是全家福~

外接个按键吧

.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。

综合小例子

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

一点问题

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。