ESP32 学习笔记（02）
注：本系列为个人学习 ESP32 的记录，主要通过再记录的方式学习，参考和搬运转载极客侠 GeeksMan 的文章。
著作权归极客侠 GeeksMan 所有，基于 GPL 3.0 协议。原文链接：https://docs.geeksman.com/esp32/Arduino/01.esp32-arduino-intro.html
控制 GPIO 输出 - 点亮 LED
实验原理
1. GPIO 引脚
ESP32 开发板上有一类引脚叫 GPIO 引脚, 负责输入/输出电压。开发板上 D 开头的引脚都是这种引脚, 比如 D2、D4、D15 等等。
什么是电平？
电路上某点的电压（对公共参考点）或电位是高还是低。比如在逻辑电路中，高于某个数值的电位称其为高电位，或高电平，低于某个数值的，为低电位或低电平。比如 ESP32 中，高电平的数值大于2.5V，低电平的数值小于0.5V，具体的数值最好通过测试研究来确定。
2. LED
LED（light-emitting diode） 即发光二极管。通过 5mA 左右电流即可发光，电流越大，其亮度越强，但若电流过大，会烧毁二极管，一般我们控制在 3mA-20mA 之间，通常我们会在 LED 管脚上串联一个电阻，目的就是为了限制通过发光二极管的电流不要太大，因此这些电阻又可以称为限流电阻。当发光二极管发光时，测量它两端电压约为 1.7V，这个电压又叫做发光二极管的导通压降。
发光二极管正极又称阳极，负极又称阴极，电流只能从阳极流向阴极。直插式发光二极管长脚为阳极，短脚为阴极。
注：长阳短阴
软件设计
1. 点亮一颗 LED
LED 的正极接开发板的 D12 引脚，并串联一个电阻，负极接 GND，如下图：
注意
一定要接电阻，不然会由于电流过大，烧坏 LED。
想要点亮这颗 LED 的话，只需要先设定相关引脚为输出模式，然后给这个引脚赋值一个高电平即可。
// 设置 LED 引脚为12
int led_pin = 12;
void setup() {
// 设置LED的引脚模式为输出模式
pinMode(led_pin, OUTPUT);
// 点亮 LED，在LED的数字引脚上写入数字值为高电平
digitalWrite(led_pin, HIGH);
}
void loop() {
}
2. 闪烁的 LED 灯
实现 LED 闪烁的原理很简单，就是在 loop 函数中使用延时函数 delay。先设置高电平，延时 X 秒，再设置低电平，延时 X 秒，之后就不断循环该语句即可。
// 设置 LED 引脚为12
int led_pin = 12;
void setup() {
// 设置LED的引脚模式为输出模式
pinMode(led_pin, OUTPUT);
}
void loop() {
// 点亮 LED，在LED的数字引脚上写入数字值为高电平
digitalWrite(led_pin, HIGH);
// 延时1000毫米（1秒）
delay(1000);
// 关闭 LED，在LED的数字引脚上写入数字值为低电平
digitalWrite(led_pin, LOW);
// 延时1000毫米（1秒）
delay(1000);
}
流水灯实验
每一个 LED 的正极与开发板一个 GPIO 引脚相连，并串联一个电阻，负极接 GND，如下图：
软件程序设计
1. 正常流水灯
因为我们要用到多个 GPIO 引脚，所以，我们最好把所有的 GPIO 引脚放在一个数组中，然后遍历这个数组
// 定义 GPIO 引脚数组，创建一个数组并设定五个GPIO 引脚
int pin_list[5] = {13, 12, 14, 27, 26};
// 获取数组长度，sizeof(arr) 获取数组总字节数，sizeof(arr[0]) 获取单个元素字节数，二中相除（10/2）即可得到数组长度
int size = sizeof(pin_list) / sizeof(pin_list[0]);
void setup() {
// 逐个设定 GPIO 引脚为输出模式
for (int i=0; i<size;i++) {
pinMode(pin_list[i], OUTPUT);
}
}
void loop() {
// 正向循环遍历，将所有引脚设置为高电平并设置延时50毫秒
for (int i=0;i<size;i++) {
digitalWrite(pin_list[i], HIGH);
delay(50);
}
// 正向循环遍历，将所有引脚设置为低电平并设置延时50毫秒
for (int i=0;i<size;i++) {
digitalWrite(pin_list[i], LOW);
delay(50);
}
}
2. 反复流水灯
我们还可以对该程序进行微调，比如之前是依次改变流水灯的状态，现在，修改为让流水灯往复亮。
// 定义 GPIO 引脚数组，创建一个数组并设定五个GPIO 引脚
int pin_list[5] = {13, 12, 14, 27, 26};
// 获取数组长度，sizeof(arr) 获取数组总字节数，sizeof(arr[0]) 获取单个元素字节数，二中相除（10/2）即可得到数组长度
int size = sizeof(pin_list) / sizeof(pin_list[0]);
void setup() {
// 逐个设定 GPIO 引脚为输出模式
for (int i=0; i<size;i++) {
pinMode(pin_list[i], OUTPUT);
}
}
void loop() {
// 正向循环遍历，将所有引脚设置为高电平并设置延时50毫秒
for (int i=0;i<size;i++) {
digitalWrite(pin_list[i], HIGH);
delay(50);
}
// 反向循环遍历，将所有引脚设置为低电平并设置延时50毫秒
for (int i=size-1;i>=0;i--) {
digitalWrite(pin_list[i], LOW);
delay(50);
}
}
3. LED 移动
让 LED 实现平移的效果是这样实现的，每次在我点亮这颗 LED 的时候，同时把上一颗 LED 的状态改为低电平，并且当索引值为 0 时，让最后一颗 LED 状态改为低电平代码如下：
// 定义 GPIO 引脚数组，创建一个数组并设定五个GPIO 引脚
int pin_list[5] = {13, 12, 14, 27, 26};
// 获取数组长度，sizeof(arr) 获取数组总字节数，sizeof(arr[0]) 获取单个元素字节数，二中相除（10/2）即可得到数组长度
int size = sizeof(pin_list) / sizeof(pin_list[0]);
void setup() {
// 逐个设定 GPIO 引脚为输出模式
for (int i=0; i<size;i++) {
pinMode(pin_list[i], OUTPUT);
}
}
void loop() {
// 正向循环遍历，将所有引脚设置为高电平
for (int i=0;i<size;i++) {
digitalWrite(pin_list[i], HIGH);
//判断当前LED是否不是第一个LED，若不是则为上一个LED的状态改为低电平
if (i > 0){
digitalWrite(pin_list[i-1], LOW);
//否则即目前LED为第一个LED， 则让上一颗LED也就是最末尾的LED的状态改为低电平
}else {
digitalWrite(pin_list[size-1], LOW);
}
delay(250);
}
}
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