使用.Net nanoFramework获取ESP32板载按键的点击事件

本文以 ESP32-S3-Zero 板载的按键为例，介绍了GPIO的使用方法，以及如何获取按键的点击事件。板载按钮作为自带的天然用户按钮，除了其本身的功能外，也可以作为某些应用场景下的简单的交互方式。

1. 引言

对于一般的产品来说，比如路由器等，都提供了 RESET 功能，我们通过板载的按键就可以轻松的实现，并获取到按钮按下的时间。我们也可以使用其作为配网按钮，当用户按下按钮时，设备进入配网模式，这样，就可以方便的实现设备的配网功能。

在这篇文章中，我们主要使用其进行一些简单的交互：按下 BOOT 按钮，点亮板载的 LED 灯，松开灯灭。

2. 板载按键

ESP32-S3-Zero 板载了两个按键，不同于一般的载板只有一个按键，同时用于复位或者进入下载模式。这就意味着，我们可以在自己的程序中使用一个按钮，方便用户进行交互。如下图所示，板载的两个按键，分别是标号6的 BOOT 和 标号7的 RESET 按键。

根据原理图，我们可以看到，这两个按键都是通过一个电阻分压电路，将按键的电平变化转换为电压信号，然后通过一个 IO 口输入到 ESP32-S3 芯片中。如下图所示，已经标出了 BOOT 按键 K2 的电压信号输入到了 IO0 引脚。当按键按下时，IO0 引脚与 GND 短接，电压为 0V，当按键松开时，IO0 引脚与 3.3V 之间有一个 10K 的电阻，电压为 3.3V。也就是说，当用户按下 BOOT 按钮时，IO0 引脚的电平会变为低电平，当用户松开时，IO0 引脚的电平会变为高电平。

知道了原理，我们就可以通过程序来获取按键的点击事件了。不过，虽然有两个按键，但是我们只能使用一个，因为另一个按键是用于复位的，当按下 RESET 按钮时，ESP32-S3 芯片会复位，这样，我们就无法获取到按键的点击事件了。

3. 获取按键的点击事件

在 nanoFramework 中，我们可以通过 GpioController 类来获取 IO 口的状态，也就是获取 IO 口的电平。我们可以通过 ValueChanged 事件来获取 IO 口电平的变化，从而获取到按键的点击事件。

在下面的代码中，我们 Ws2812c 类来控制板载的 LED 灯，ESP32-S3-Zero 的板载 LED 引脚为21，只有1个灯珠。我们通过 Image 属性来获取到灯珠的图像，然后通过 SetPixel 方法来设置灯珠的颜色，最后通过 Update 方法来更新灯珠的状态：

public static void Main()
{
    // 1 个灯珠，1像素
    int WS2812_Count = 1;
    //  ESP32-S3-Zero 灯珠的引脚
    int WS2812_Pin = 21;
    var gpioController = new GpioController();
    var leddev = new Ws2812c(WS2812_Pin, WS2812_Count);
    BitmapImage img = leddev.Image;
    
    var userbtn = gpioController.OpenPin(0,PinMode.InputPullDown);
    userbtn.ValueChanged += (s, e) =>
    {
        
        Debug.WriteLine("BOOT 按钮事件：" + e.ChangeType.ToString());
        Debug.WriteLine("IO0 的值：" + userbtn.Read());

        if (userbtn.Read() == PinValue.Low)
        {
            // 开灯
            img.SetPixel(0, 0, Color.White);
        }
        else
        {
            // 关灯
            img.SetPixel(0, 0, Color.Black);
        }
        leddev.Update();
    };
    Thread.Sleep(Timeout.Infinite);
}

如下图所示，我们可以看到，当按下 BOOT 按钮时，IO0 引脚的电平变为低电平，当松开时，电平变为高电平。在代码中我们根据当前的电平来设置灯珠的颜色，当按下按钮时，灯珠变为白色，当松开时，灯珠变为黑色，即灭灯。

通过上面的编码，我们很轻松的就制作了一个小电灯。当然，我们也可以通过修改代码，通过 flag 来控制灯珠的状态，这样，我们就可以实现按下按钮时，灯珠点亮，再次按下时，灯珠熄灭。

4. 最后

在这篇文章中，我们详细介绍了如何在.NET nanoFramework环境下，使用ESP32-S3-Zero开发板的板载按键进行简单的用户交互。我们了解了如何通过GPIO接口读取按键状态，并根据按键的状态控制板载LED的开关。这只是一个简单的示例，实际上，我们可以在这个基础上进行更多的扩展，比如，我们可以通过按键实现更复杂的功能，比如长按进入特定模式，或者双击执行特定操作等。

希望这篇文章能帮助你理解如何在.NET nanoFramework环境下，使用ESP32-S3-Zero开发板的板载按键进行交互。如果你有任何问题或者想法，欢迎在评论区留言。

最后，期待看到你使用这些知识创造出更多有趣的项目和产品。祝编程愉快！