NodeMCU ESP8266 读取按键外部输入信号详解（图文并茂）

1 前言

ESP8266如何检测外部信号的输入，通常可以检测到TTL电平的高电平和低电平。

TTL（Transistor-Transistor Logic）电平是一种常用的数字电平标准，通常用于数字电路和逻辑电路中。TTL电平具有以下特征和定义：

• 输出状态
  • L：低于 0.8V；
  • H：高于 2.4V；
• 输入状态：
  • L：低于 1.2V；
  • H：高于 2.0V；

下面我们需要通过构造外围的硬件电路来做外部信号输入的测试。

嵌入式开发中，读取按键输入通常涉及到与硬件交互，具体的实现方式取决于我们使用的嵌入式平台和硬件，通常我们需要注意的是；

1. 了解硬件接口： 查阅嵌入式系统的文档，了解按键连接到哪些引脚，以及硬件产生的信号是怎样的。这可能涉及到GPIO（通用输入/输出）引脚、中断引脚等。

2. 配置GPIO引脚： 如果按键连接到GPIO引脚，你需要配置这些引脚为输入模式。这通常需要设置相应的寄存器，具体的方法取决于你使用的微控制器或处理器。

3. 轮询或中断处理： 有两种主要的按键读取方法：轮询和中断。在轮询中，你会周期性地检查按键状态，而中断则是当按键状态发生变化时触发相应的中断处理函数。

   • 轮询方法： 在主循环中，不断读取按键的状态。例如，使用一个函数检查GPIO引脚的状态，如果检测到按键按下，则执行相应的操作。

   // 伪代码，具体实现取决于硬件和编程语言
   while (1) {
       if (read_button_state() == BUTTON_PRESSED) {
           // 处理按键按下的操作
       }
       // 可以添加延时以避免过于频繁地检查
       delay(100);
   }
   

   • 中断方法： 配置相应的中断，并在中断服务程序中处理按键事件。

   // 伪代码，具体实现取决于硬件和编程语言
   void button_interrupt_handler() {
       // 处理按键事件
   }
   
   int main() {
       // 配置GPIO引脚和中断
       configure_button_interrupt();
   
       while (1) {
           // 主循环中可以执行其他任务
       }
   }
   

4. 防抖动处理： 在读取按键输入时，通常需要考虑防抖动。防抖动是指在按键被按下或释放时，由于机械原因可能导致的信号不稳定性。可以通过在软件中添加延时或使用硬件滤波器来处理防抖动。

注意，以上代码是伪代码，实际的实现可能会有所不同，arduino 在底层做了封装，可以直接使用API进行读写，下面我们进一步介绍；

2 常用接口

pinMode

这里我们需要将D2引脚作为输入，具体接口使用如下所示；

pinMode(2, INPUT); 

digitalRead

这里需要使用接口digitalRead来获取GPIO输入的信号状态，可以读取高电平和低电平，

int buttonState = 0;            // 存储按钮状态，0表示未按下，1表示按下
buttonState = digitalRead(2);   // 读取按钮状态

3 项目示例

为了更加直观地展示检测到外部按键的信号输入情况，这里可以搭配LED作为检测输入信号的指示灯，具体流程如下所示；

• 按键按下，LED灯亮起；
• 按键松开，LED灯熄灭；

3.1 原理图

通常我们可以使用外部按键作为信号输入的元器件，这里接一个上拉电阻之后连接一个按键，我们可以通过面包板来构建电路；
这里所需要的电子元器件如下；

• NodeMCU ESP8266 开发板；
• 直插LED灯；
• 330欧姆电阻，10K欧姆电阻；
• 直插按键；
• 面包板和跳线；

具体电路图如下所示；

3.2 示例代码

这段代码会将D2配置为输入引脚，D4配置为输出引脚。当按下按钮时（D2引脚为高电平），LED（D4引脚）会亮起，当释放按钮时（D2引脚为低电平），LED会熄灭。

const int buttonPin = D2;
const int ledPin = D4;

void setup() {
  pinMode(buttonPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  int buttonState = digitalRead(buttonPin);

  if (buttonState == HIGH) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
  } else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
  }
}

4 结论

本文简单介绍了NodeMCU ESP8266获取外部信号的方法，并给出相应的实验，通过按键控制LED灯的亮和灭。