Справочник по распиновке ESP32: Какие выводы GPIO следует использовать?
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.
К периферийным устройствам ESP32 относятся:
- 18 Каналов аналого-цифрового преобразователя (Что такое АЦП) (Пример использование АЦП)
- 3 Интерфейса SPI3 (Что такое интерфейс SPI) (Пример использования SPI)
- Интерфейс UART2 (Что такое UART) (Пример использования UART)
- Интерфейс I2C (Что такое I2C) (Пример использования I2C)
- Выходные каналы ШИМ (Что такое ШИМ) (Пример использования ШИМ)
- 2 Цифро-аналоговых преобразователя (ЦАП) (Что такое ЦАП)
- Емкостные считывающие GPIO
| 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, которые не могут работать как выходы
- GPIO 34
- GPIO 35
- GPIO 36
- GPIO 39
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)
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. 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)
ESP32 имеет входные каналы АЦП 18 x 12 бит. Это GPIO, которые можно использовать в качестве АЦП:
- ADC1_CH0 (GPIO 36)
- ADC1_CH1 (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 (GPIO 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)
Important
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.
Important
Выводы АЦП ESP32 работают не линейно. Об этом следует помнить при использовании выводов АЦП. Ниже представлен график получемых значений в зависимости от напряжения
На ESP32 есть поддержка RTC GPIO. GPIO, маршрутизируемые в подсистему с низким энергопотреблением RTC, можно использовать, когда ESP32 находится в состоянии глубокого сна. Эти RTC GPIO могут использоваться для выхода ESP32 из глубокого сна, когда работает сопроцессор Ultra Low Power (ULP). Следующие GPIO могут быть использованы в качестве внешнего источника пробуждения.
- RTC_GPIO0 (GPIO36)
- RTC_GPIO3 (GPIO39)
- RTC_GPIO4 (GPIO34)
- RTC_GPIO5 (GPIO35)
- RTC_GPIO6 (GPIO25)
- RTC_GPIO7 (GPIO26)
- RTC_GPIO8 (GPIO33)
- RTC_GPIO9 (GPIO32)
- RTC_GPIO10 (GPIO4)
- RTC_GPIO11 (GPIO0)
- RTC_GPIO12 (GPIO2)
- RTC_GPIO13 (GPIO15)
- RTC_GPIO14 ( GPIO13)
- RTC_GPIO15 (GPIO12)
- RTC_GPIO16 (GPIO14)
- RTC_GPIO17 (GPIO27)
ШИМ-контроллер ESP32 имеет 16 независимых каналов, которые можно настроить для генерации ШИМ-сигналов с различными свойствами. Все выводы, которые могут выступать в качестве выходов, могут использоваться в качестве выводов ШИМ (GPIO с 34 по 39 не могут генерировать ШИМ). Чтобы установить сигнал ШИМ, вам необходимо определить эти параметры в коде:
- Частота сигнала;
- Рабочий цикл;
- ШИМ-канал;
- GPIO, на которых вы хотите вывести сигнал.
При использовании ESP32 с Arduino IDE следует использовать выводы ESP32 I2C по умолчанию (поддерживаются библиотекой Wire):
- GPIO 21 (SDA)
- GPIO 22 (SCL)
Пины для SPI по умолчанию:
| SPI | MOSI | MISO | CLK | CS |
|---|---|---|---|---|
| VSPI | GPIO 23 | GPIO 19 | GPIO 18 | GPIO 5 |
| HSPI | GPIO 13 | GPIO 12 | GPIO 14 | GPIO 15 |
Все GPIO могут быть настроены для обработки прерываний.
- GPIO 0
- GPIO 2
- GPIO 4
- GPIO 5
- GPIO 12
- GPIO 15
Они используются для перевода ESP32 в режим загрузчика или в режим перепрошивки. На большинстве плат разработки со встроенным USB / Serial вам не нужно беспокоиться о состоянии этих контактов. Плата переводит контакты в правильное состояние для перепрошивки или режима загрузки.
Однако, если к этим контактам подключены периферийные устройства, у вас могут возникнуть проблемы при попытке загрузить новый код, перепрошить ESP32 или перезагрузить плату.
Некоторые GPIO изменяют свое состояние на Hight или выводят ШИМ-сигналы при загрузке или сбросе. Это означает, что если у вас есть выходы, подключенные к этим GPIO, вы можете получить неожиданные результаты при перезагрузке или загрузке ESP32.
- GPIO 1
- GPIO 3
- GPIO 5
- GPIO 6 (подключены к встроенной флэш-памяти SPI ESP32 - использовать не рекомендуется).
- GPIO 7 (подключены к встроенной флэш-памяти SPI ESP32 - использовать не рекомендуется).
- GPIO 8 (подключены к встроенной флэш-памяти SPI ESP32 - использовать не рекомендуется).
- GPIO 9 (подключены к встроенной флэш-памяти SPI ESP32 - использовать не рекомендуется).
- GPIO 10 (подключены к встроенной флэш-памяти SPI ESP32 - использовать не рекомендуется).
- GPIO 11 (подключены к встроенной флэш-памяти SPI ESP32 - использовать не рекомендуется).
- GPIO 14
- GPIO 15