Основы робототехники

Справочник по распиновке ESP32: Какие выводы GPIO следует использовать?

Содержание

Чип ESP32 поставляется с 48 контактами с разными функциями. Не все пины ESP32 доступны для использования.

Есть много вопросов о том, как использовать ESP32 GPIO. Какие контакты необходимо использовать? Какие выводы лучше избегать в своих проектах? Этот пост призван стать простым и понятным справочным руководством для ESP32 GPIO.

На рисунке ниже показана распиновка ESP-WROOM-32:

image_1.png

image_2.jpg

Периферийные устройства ESP32

К периферийным устройствам ESP32 относятся:

  • 18 Каналов аналого-цифрового преобразователя (АЦП )
  • 3 Интерфейса SPI3
  • Интерфейс UART2
  • Интерфейс I2C16
  • Выходные каналы ШИМ
  • 2 Цифро-аналоговых преобразователя (ЦАП)
  • 2 Интерфейса I2S10
  • Емкостные считывающие GPIO

Функции АЦП (аналого-цифровой преобразователь) и ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь) назначены строго определённым пинам. Тем не менее, вы сами решаете, какие контакты будут отведены под интерфейсы UART, I2C, SPI, PWM и т. д. — они определяются в коде прошивки. Это возможно благодаря функции мультиплексирования чипа ESP32.

Существуют пины, назначенные по умолчанию, как показано на следующем рисунке (это пример платы ESP32 DEVKIT V1 DOIT с 36 контактами — расположение контактов может меняться в зависимости от производителя). Вы можете их переопределять.

image_4.jpg

Кроме того, есть контакты с определенными функциями, которые делают их подходящими или не подходящими для конкретного проекта. В следующей таблице показано, какие выводы лучше всего использовать в качестве входов, выходов, а с какими следует соблюдать осторожность.

Контакты, с "ОК", подходят для использования. Пины без "ОК", подходят для использования, но вы должны обратить на них внимание, потому что они могут иметь неожиданное поведение, в основном при загрузке.

GPIO Input Output Notes
0 pulled up OK outputs PWM signal at boot
1 TX pin OK debug output at boot
2 OK OK connected to on-board LED
3 OK RX pin HIGH at boot
4 OK OK
5 OK OK outputs PWM signal at boot
6 x x connected to the integrated SPI flash
7 x x connected to the integrated SPI flash
8 x x connected to the integrated SPI flash
9 x x connected to the integrated SPI flash
10 x x connected to the integrated SPI flash
11 x x connected to the integrated SPI flash
12 OK OK boot fail if pulled high
13 OK OK
14 OK OK outputs PWM signal at boot
15 OK OK outputs PWM signal at boot
16 OK OK
17 OK OK
18 OK OK
19 OK OK
21 OK OK
22 OK OK
23 OK OK
25 OK OK
26 OK OK
27 OK OK
32 OK OK
33 OK OK
34 OK input only
35 OK input only
36 OK input only
39 OK input only

Пины только для входа

GPIO с 34 по 39 являются GPI — только входные. Эти контакты не имеют внутренних подтягивающих или понижающих резисторов. Они не могут быть использованы как выходы, поэтому используйте эти контакты только как входы:

  • GPIO 34
  • GPIO 35
  • GPIO 36
  • GPIO 39

SPI-flash встроена в ESP-WROOM-32

От GPIO 6 до GPIO 11 представлены в некоторых платах ESP32. Однако эти пины подключены к встроенной флэш-памяти SPI на микросхеме ESP-WROOM-32 их рекомендуется использовать для других целей. Назначение этих пинов:

  • GPIO 6 (SCK / CLK)
  • GPIO 7 (SDO / SD0)
  • GPIO 8 (SDI / SD1)
  • GPIO 9 (SHD / SD2)
  • GPIO 10 (SWP / SD3)
  • GPIO 11 (CSC / CMD)

Емкостные сенсорные GPIO

ESP32 имеет 10 внутренних емкостных сенсорных датчиков. Они могут отслеживать всё, что содержит электрический заряд, например, они могут обнаруживать изменения, возникающие при касании пальцами GPIO. Эти контакты могут быть легко встроены в датчики касания и заменять механические кнопки. Емкостные сенсорные контакты также могут быть использованы для пробуждения ESP32 от глубокого сна.

Внутренние сенсорные датчики подключены к этим GPIO:

  • T0 (GPIO 4)
  • T1 (GPIO 0)
  • T2 (GPIO 2)
  • T3 (GPIO 15)
  • T4 (GPIO 13)
  • T5 (GPIO 12)
  • T6 (GPIO 14)
  • T7 (GPIO 27)
  • T8 (GPIO 33)
  • T9 (GPIO 32)

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП)

ESP32 имеет входные каналы АЦП 18 x 12 бит. Это GPIO, которые можно использовать в качестве АЦП:

  • ADC1_CH0 (GPIO 36)
  • ADC1_Ch2 (GPIO 37)
  • ADC1_CH2 (GPIO 38)
  • ADC1_CH3 (GPIO 39)
  • ADC1_CH4 (GPIO 32)
  • ADC1_CH5 (GPIO 33)
  • ADC1_CH6 (GPIO 34)
  • ADC1_CH7 (GPIO 35)
  • ADC2_12 GPO (0)
  • ADC2_CH2 (GPIO 2)
  • ADC2_CH3 (GPIO 15)
  • ADC2_CH4 (GPIO 13)
  • ADC2_CH5 (GPIO 12)
  • ADC2_CH6 (GPIO 14)
  • ADC2_CH7 (GPIO 27)
  • ADC2_CH8 (GPIO 25)
  • ADC2_CH9 (GPIO 26)

Примечание: контакты ADC2 нельзя использовать при использовании Wi-Fi. Поэтому, если вы используете Wi-Fi и у вас возникают проблемы с получением значения от GPIO ADC2, вы можете вместо этого рассмотреть возможность использования GPIO ADC1, что должно решить вашу проблему.

Входные каналы АЦП имеют разрешение 12 бит. Это означает, что вы можете получить аналоговые показания в диапазоне от 0 до 4095, в которых 0 соответствует 0 В, а 4095 — 3,3 В. У вас также есть возможность установить разрешение ваших каналов в коде, а также диапазон АЦП.

Выводы АЦП ESP32 работают не линейно. Об этом следует помнить при использовании выводов АЦП. Ниже представлен график получемых значений в зависимости от напряжения:


Источник: diytech.ru