第九章 ESP32的GPIO输入按键操作

• 源码地址：https://github.com/HX-IoT/ESP32-Developer-Guide
• ESP32开发指南QQ群：824870185，内有pdf版，排版整洁。

学习目的及目标

学习轻触按键检测电路及硬件原理

学习ESP32 GPIO作为输入时候的配置

掌握库函数读取GPIO状态

掌握轻触按键检测程序

硬件设计及原理

按键机械触点断开、闭合时，由于触点的弹性作用，按键开关不会马上稳定接通或一下子断开，使用按键时会产生下图的带波纹信号，需要用软件消抖处理滤波，不方便输入检测。本实验板连接的按键带硬件消抖功能，如下图，它利用电容充放电的延时，消除了波纹，从而简化软件的处理，软件只需要直接检测引脚的电平即可，如果效果不佳，可以再使用软件去抖。

从按键的原理图可知，这些按键在没有被按下的时候，GPIO引脚的输入状态为高电平(按键所在的电路不通，引脚通过电阻接3.3V)，当按键按下时，GPIO引脚的输入状态为低电平(按键所在的电路导通，引脚接到GND)。只要我们检测引脚的输入电平，即可判断按键是否被按下。1个用户按键占用ESP32的引脚如下：

按键标号	接至ESP32的引脚
K3	IO34

若您使用的实验板按键的连接方式或引脚不一样，只需根据我们的工程修改引脚即可，程序的控制原理相同。

软件设计

代码逻辑

ESP32的GPIO接口介绍

设置IO输出值函数：int gpio_get_level(gpio_num_t gpio_num);

函数原型	int gpio_get_level ( gpio_num_t gpio_num )
函数功能	读取IO输入值
参数	[in]gpio_num:引脚编号，0~34（存在部分）
返回值	按键的输入值 0：输入低 1：输入高

按键按下后松手在灯切换源码编写

获取按键状态，等于0表示按键按下，然后死等松手，切换灯状态。

包含头文件、IO宏定义、led灯状态变量定义

#include <stdio.h>
#include <stdio.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "sdkconfig.h"
#define LED_R_IO        2
#define LED_G_IO        18
#define KEY_IO 34
unsigned char led_r_status = 0;
unsigned char led_g_status = 0;

按键识别函数

void key_read(void)
{
    if(gpio_get_level(KEY_IO)==0)//按键按下
    {
        //等待松手，最傻的办法
        while(gpio_get_level(KEY_IO)==0);
        if (led_r_status==1)
        {
            led_r_status = 0;
            gpio_set_level(LED_R_IO, 1);//不亮
        }
        else
        {
            led_r_status = 1;
            gpio_set_level(LED_R_IO, 0);//亮
        }
    }
}

主函数：配置IO和调用按键识别

void app_main()
{
//选择IO
    gpio_pad_select_gpio(LED_R_IO);
    gpio_pad_select_gpio(LED_G_IO);
    gpio_pad_select_gpio(KEY_IO);
    //设置灯IO为输出
    gpio_set_direction(LED_R_IO, GPIO_MODE_OUTPUT);
    gpio_set_level(LED_R_IO, 1);//不亮
    gpio_set_direction(LED_G_IO, GPIO_MODE_OUTPUT);
    gpio_set_level(LED_G_IO, 1);//不亮
    //设置按键IO输入
    gpio_set_direction(KEY_IO, GPIO_MODE_INPUT);

    while(1) {
        key_read();//按键识别
    }
}

按键按下红灯切换，松手绿灯切换源码编写

新建一个缓存key_status[2]，保存按键的实时状态，当按键状态发送下降沿就是按键按下动作，当发生上升沿就是按键松手动作。

void key_read1(void)
{
    //按键识别
    if(gpio_get_level(KEY_IO)==0){
        key_status[0] = 0;
    }
    else{
       key_status[0] = 1;
    }
    if(key_status[0]!=key_status[1]) {
        key_status[1] = key_status[0];
        if(key_status[1]==0){//按键按下
            if (led_r_status==1){
                led_r_status = 0;
                gpio_set_level(LED_R_IO, 1);//不亮
            }else{
                led_r_status = 1;
                gpio_set_level(LED_R_IO, 0);//亮
            }
        }else{//按键松手
            if (led_g_status==1){
                led_g_status = 0;
                gpio_set_level(LED_G_IO, 1);//不亮
            }else{
                led_g_status = 1;
                gpio_set_level(LED_G_IO, 0);//亮
            }
        }
    }
}

更多更详细接口请参考官方指南。

硬件连接

开发板默认已经连接好按键，下载程序即可，使用其他开发板需要修改程序或者修改硬件连接皆可。

效果展示

简单，如期。

按键总结

按键去抖最好使用硬件解决掉。

实际项目中也可能会使用专用的按键芯片，例如CH452、AW9523等。

按键除了这种扫描方式（简单），还有中断识别（常用实用）的方式，我们再后期讲解。

源码地址：https://github.com/xiaolongba/wireless-tech

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