# 2.完成点灯-GPIO控制

你好，我是爱吃鱼香ROS的小鱼。上一节了解了MicroROS学习板的LED电路原理，最后得到结论是通过控制ESP_IO2的电平就可以控制电压，接下来我们就尝试利用Arduino的ESP_IO2对IO进行控制。



## 一、GPIO控制介绍

### 1.1 什么是GPIO

首先我们了解下GPIO（General-purpose input/output），中文名通用型之输入输出的简称。

- 输出模式，指GPIO是可以通过程序**控制其电压高低**，普通的GPIO只能输出（低电平0V）和高电平（3.3V，有的单片机是5V）。
- 输入模式，指GPIO可以**读取其上的电压**，普通的GPIO只能读取低电平和高电平两种。比如当我们想测试一个按键是否被按下，就可以GPIO的输入功能。

### 1.2 GPIO控制API

Arduino提供了简单易用的API来控制IO的输入和输出。

#### 1.2.1 引脚模式设置-`pinMode`

该函数用于定义特定引脚的 GPIO 操作模式。

```c++
void pinMode(uint8_t pin, uint8_t mode);
```

- `pin`定义 GPIO 引脚编号。
- `mode`设置操作模式。

基本输入和输出支持以下模式：

- **INPUT**将 GPIO 设置为不带上拉或下拉（高阻抗）的输入。
- **OUTPUT**将 GPIO 设置为输出/读取模式。
- **INPUT_PULLDOWN** 将 GPIO 设置为具有内部下拉列表的输入。
- **INPUT_PULLUP** 将 GPIO 设置为带有内部上拉的输入。

#### 1.2.2 数字输出-`digitalWrite`

`digitalWrite`用于设置被配置为`OUTPUT`模式的引脚电平为`HIGH` 或 `LOW`。

```c++
void digitalWrite(uint8_t pin, uint8_t val);
```

- `pin`所设置的GPIO编号。
- `val`将输出数字状态设置为`HIGH` 或`LOW` 。

#### 1.2.3 数字输入-`digitalRead`

`digitalRead`用于读取配置为`INPUT`模式的给定引脚的状态。

```c++
int digitalRead(uint8_t pin);
```

- `pin` 所设置的GPIO编号。

此函数将返回所选引脚的逻辑状态为 `HIGH`或`LOW。`

有了上面三个函数，我们就可以编写代码了。

## 二、编写LED闪烁代码

新建`example02_led`工程，接着输入下面的代码。

```c++
/**
 * @file main.cpp
 * @author fishros@foxmail.com
 * @brief 使LED灯亮1s关闭1s,持续闪烁
 * @version 0.1
 * @date 2022-12-19
 *
 * @copyright Copyright (c) 2022
 *
 */
#include <Arduino.h>

void setup()
{
  // put your setup code here, to run once:
  pinMode(2, OUTPUT); // 设置2号引脚模式为OUTPUT模式
}

void loop()
{
  // put your main code here, to run repeatedly:
  digitalWrite(2, LOW);  // 低电平，打开LED灯
  delay(1000);           // 休眠1000ms
  digitalWrite(2, HIGH); // 高电平，关闭LED灯
  delay(1000);           // 休眠1000ms
}
```

这里我们让LED亮1s关闭1s，持续闪烁，代码很简单，不再讲解。

编译下载代码到开发板，接着观察现象，你会发现蓝色LED灯在不断闪烁。

## 三、通过串口控制LED

我们继续更新下工程代码，实现通过串口指令来控制LED的亮灭。

```c++
#include <Arduino.h>

void setup()
{
  Serial.begin(115200);
  pinMode(2, OUTPUT); // 设置2号引脚模式为OUTPUT模式
}

void loop()
{
  // LED串口控制代码
  if (Serial.available())
  {
    String command = Serial.readString();
    if (command == "on")
    {
      digitalWrite(2, LOW); // 低电平，打开LED灯
    }
    else if (command == "off")
    {

      digitalWrite(2, HIGH); // 高电平，关闭LED灯
    }
  }

  /* // LED闪烁代码
    digitalWrite(2, LOW);  // 低电平，打开LED灯
    delay(1000);           // 休眠1000ms
    digitalWrite(2, HIGH); // 高电平，关闭LED灯
    delay(1000);           // 休眠1000ms
  */
}
```

通过串口读取指令，收到on则打开LED，收到off关闭LED。

将代码下载到开发板，接着打开串口监视器，输入指令进行测试。

![image-20221219032300866](2.%E5%AE%8C%E6%88%90%E7%82%B9%E7%81%AF-GPIO%E6%8E%A7%E5%88%B6/imgs/image-20221219032300866.png)

## 四、总结

至此，我们成功完成了点灯，掌握了基本的GPIO输出控制，下一节我们尝试使用按键输入来控制LED灯。