GPIO & RTC GPIO

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ESP32 管脚配置需要注意什么?

ESP32 系列模组分为 ESP32-WROOM 系列和 ESP32-WROVER 系列,GPIO 使用配置注意事项如下。

WROOM-32/32D/32U/32E/32UE 系列共有 26 个管脚可供客户使用,注意事项如下:

  • WROOM-32/32D/32U 系列的 GPIO6-GPIO11 被内置 flash 占用,不可用做它用;

  • WROOM-32E/32UE 系列的 GPIO6 ~ GPIO11 被内置 flash 占用,且不再拉出至模组管脚;

  • GPIO34、35、36 和 39 为输入管脚,不具备输出能力;

  • ESP32 内置 GPIO 矩阵,部分外设接口可以配置到任意空闲管脚上。即硬件设计时,不需要严格将某些功能固定在某些管脚上;

  • WROOM-32/32D/32U 不推荐用于新设计,推荐使用 WROOM-32E/32UE 系列;

  • 在带有 QSPI PSRAM 的 WROOM-32E/32UE 系列中,GPIO16 用于连接至嵌入式 PSRAM,不可用于其他功能。

详细信息可以参考 《ESP32 技术规格书》 中表格 6-2 GPIO_Matrix 的内容。

WROVER*/WROVER-I*/WROVER-B/WROVER-IB/WROVER-E/WROVER-IE 共有 24 个管脚可供客户使用,注意事项如下:

  • WROVER*/WROVER-I*/WROVER-B/WROVER-IB 系列的 GPIO6-GPIO11 被内置 flash 占用,不可用做它用;

  • WROVER-E/WROVER-IE 系列的 GPIO6-GPIO11 被内置 flash 占用,且不再拉出至模组管脚;

  • GPIO34、35、36 和 39 为输入管脚,不具备输出能力;

  • WROVER 系列模组中,GPIO12 由于在模组内部被上拉,不建议用做触摸传感功能;

  • ESP32 内置 GPIO 矩阵,部分外设接口可以配置到任意空闲管脚上。即硬件设计时,不需要严格将某些功能固定在某些管脚上;

  • WROVER*/WROVER-I*/WROVER-B/WROVER-IB 不推荐用于新设计,推荐使用 WROVER-E/WROVER-IE 系列。

详细信息可以参考 《ESP32 技术规格书》 中表格 6-2 GPIO_Matrix 的内容。

ESP32 有 3 组 UART,但下载只可使用 UART0,且管脚固定。

* 表示该产品处于生命周期终止状态。


ESP8266 部分 GPIO 出现高电平的原因是什么?

  • 根据硬件设计,部分 GPIO 存在默认上下拉状态,所以在系统初始化时,该管脚的电平状态不受程序控制,所以会出现程序在引导过程中部分 GPIO 电平不正确。

  • 如果需要使用这些 GPIO ,硬件上建议外接器件与默认上下拉电平一致,软件可以在引导加载程序过程中调整电平状态,软件方法也会存在短暂电平异常。


ESP32 是否可以关闭线程调度使用一个单独的 CPU 以实现 GPIO 实时控制?

  • 目前 SDK 没有相关的配置选择供 CPU1 单独运行,两个核心只支持 SMP,不支持 AMP。

  • 解决输出波形被打断的问题有以下解决方案:

    • 使用硬件的信号输出,选择相关数字协议实现 SPI、I2C、I2S 等,特殊用法 SPI 取信号输出线产生波形。

    • 硬件 RMT 是否可以产生想要的波形,并达到足够的长度。

    • 硬件中断中产生相应波形,需要将所有回调放入 IRAM 中。

    • 可以利用芯片中的协处理器,它可以当作无操作系统的单片机。


ESP32 GPIO 电平翻转速度是多少?

GPIO 电平翻转大约耗时 300 ns。


ESP32 当⼀些 RTC 外设的电源打开时(SARADC1、SARADC2、AMP、HALL 传感器),GPIO36 和 GPIO39 的数字输⼊会被拉低约 80 ns,如何解决?

  • 对于需要精确计时和检测数字输入状态的应用,可通过软件避开以上问题: - 控制以上传感器的电源域打开时,忽略来⾃ GPIO36 和 GPIO39 的输⼊。 - 通过软件实现数字输入的去抖动:在读取 GPIO36 和 GPIO39 输入状态时,可以在软件层面实现去抖动,对输入状态进行多次采样和滤波,从而减少电压短暂下降所导致的错误判断。


ESP32 如果多个 GPIO 管脚配置了沿中断,则硬件可能⽆法正确触发中断。如何解决?


使用 ESP-WROOM-02D 模组,GPIO0、GPIO15、GPIO1 和 GPIO3 是否可作为普通 GPIO 使用?

  • Strapping 管脚(GPIO0 和 GPIO15)和下载管脚(GPIO1 和 GPIO3)可以作为普通 GPIO 使用。

  • 使用 Strapping 管脚作为普通 GPIO 使用时,在 flash 下载模式时需要注意 Strapping 管脚电平的要求。


ESP32-C3 系列芯片将 GPIO19 配置成输入下拉时,读取该 IO 口状态依旧显示高电平,但配置 ESP32-C3 的其他管脚或者其他芯片的管脚为输入下拉时,均正常显示为低电平?

  • ESP32-C3 的 GPIO19 为 USB D+ 管脚,USB 管脚的上拉电阻由管脚上拉和 USB 上拉共同控制,当其中一种上拉方式为 1 时,对应的上拉电阻就会使能。

  • GPIO19 是默认 USB 上拉使能的,因此配置了管脚为输入下拉后依旧是上拉使能,管脚显示高电平。

  • v4.4.3 及以上版本 GPIO 驱动已经修复该问题,如果您在使用较低版本的 ESP-IDF,请直接将 USB_SERIAL_JTAG_DP_PULLUP 寄存器写为 0 进行配置。


使用 ESP-IDF release/v4.2 版本的 SDK,ESP32 如何设置单个 GPIO 同时作为输入/输出模式?


ESP-IDF 里是否能设置 GPIO 的驱动强度?

可以。请使用 API gpio_set_drive_capability 来设置 GPIO 驱动强度。


ESP32 使用 gpio_install_isr_service() 初始化新的 GPIO 中断服务时返回 ESP_ERR_NOT_FOUND,可能是什么原因?

这个错误通常代表 ESP32 的可用中断源不够用,此时应该同时有多个外设在同时占用中断源,可尝试减少其他组件的中断源使用个数来初始化新的 GPIO 中断。


如何获取 ESP32 RTC_GPIO 的输入电平状态?

uint8_t level = (uint8_t)((REG_GET_FIELD(RTC_GPIO_IN_REG, RTC_GPIO_IN_NEXT) & BIT(gpio_num)) ? 1 : 0);

如何在 Light-sleep 模式下使用 GPIO 按键?

可以启用按键的唤醒功能,注意,非 RTC GPIO 无法同时启用 GPIO 边沿触发和电平触发。可以使用 Button 组件现有的功能来实现。


ESP32-C6 的 GPIO20 初始状态默认为 SDIO 管脚,如何改为普通 GPIO 模式?

可使用如下代码将 ESP32-C6 GPIO20 的初始 SDIO 状态改为普通 GPIO 模式:

gpio_hal_iomux_func_sel(GPIO_PIN_MUX_REG[20], PIN_FUNC_GPIO);