ESP32 DEV MODULE与按钮模块入门教程

一、准备工作

1. 硬件材料

• ESP32 DEV MODULE开发板
• 按钮模块（带按键开关的电子积木模块）
• USB数据线（Type-C或Micro USB）

2. 软件准备

• 安装Arduino IDE（官网下载）
• 配置ESP32开发环境（同前教程）

二、按钮模块介绍

1. 按钮工作原理

• 按下按钮时，开关闭合，引脚连接到高电平或低电平
• 松开按钮时，开关断开，引脚恢复初始状态

2. 按钮模块特点

• 内置上拉/下拉电阻，无需外部电路
• 通常有VCC（电源）、GND（地）和SIG（信号）三个引脚
• 按下按钮时，信号引脚输出电平变化

三、电路连接

1. 引脚说明

• 代码中使用GPIO27（keyPin = 27）作为输入引脚
• 按钮模块通常需要连接电源、地和信号引脚

2. 连接步骤

1. 将ESP32开发板通过USB线连接到电脑
2. 识别按钮模块的三个引脚：
   • VCC（通常为红色线）接ESP32的3.3V或5V
   • GND（通常为黑色或蓝色线）接ESP32的GND
   • SIG（信号输出，通常为黄色或白色线）接ESP32的GPIO27
3. 确保连接牢固，避免松动

四、代码分析

1. 原代码功能

const int keyPin = 27;  // 定义按钮连接的引脚

void setup() {
  Serial.begin(115200);  // 初始化串口通信
  pinMode(keyPin, INPUT);  // 将引脚设置为输入模式
  Serial.println("Hello from Arduino!");  // 提示信息
}

int x;  // 存储按钮状态的变量

void loop() {
  x = digitalRead(keyPin);  // 读取按钮引脚状态
  Serial.println(x);  // 通过串口输出按钮状态
  delay(50);  // 延时50毫秒
}

2. 代码功能说明

• pinMode(keyPin, INPUT)：将GPIO27设置为输入模式
• digitalRead(keyPin)：读取引脚电平（HIGH或LOW）
• Serial.println(x)：每秒20次（50ms间隔）输出按钮状态

五、测试与调试

1. 打开串口监视器

1. 上传代码到ESP32
2. 打开Arduino IDE的串口监视器
3. 设置波特率为115200

2. 观察输出结果

• 未按下按钮时：通常输出1（HIGH）或0（LOW），取决于模块设计
• 按下按钮时：输出值应翻转（如从1变为0，或从0变为1）

六、常见问题解决

1. 输出值不变化

• 检查按钮模块连接是否正确
• 确认VCC、GND和SIG引脚没有接反
• 尝试更换GPIO引脚（如使用GPIO13、GPIO25等）

2. 输出不稳定（抖动）

• 按钮机械触点可能产生抖动
• 可在代码中添加软件防抖（见扩展部分）

七、扩展应用

1. 控制LED亮灭

const int keyPin = 27;  // 按钮引脚
const int ledPin = 2;   // LED引脚
int buttonState;        // 当前按钮状态
int lastButtonState = HIGH;  // 上次按钮状态
int ledState = LOW;     // LED状态

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(keyPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
}

void loop() {
  buttonState = digitalRead(keyPin);  // 读取按钮状态
  
  // 检测按钮状态变化（按下或释放）
  if (buttonState != lastButtonState) {
    delay(50);  // 防抖延时
    buttonState = digitalRead(keyPin);  // 重新读取
    
    // 如果确认状态变化
    if (buttonState != lastButtonState) {
      // 如果按钮被按下（假设按下为LOW）
      if (buttonState == LOW) {
        ledState = !ledState;  // 切换LED状态
        digitalWrite(ledPin, ledState);  // 更新LED状态
        Serial.println("按钮被按下，LED状态已切换");
      }
    }
    lastButtonState = buttonState;  // 记录当前状态
  }
  
  delay(10);  // 主循环延时
}

2. 代码功能说明

• 防抖处理：通过两次读取和延时消除机械抖动
• 状态检测：仅在按钮状态变化时执行操作
• 边沿触发：仅在按钮按下（下降沿）时切换LED状态

八、总结

通过本教程，你学会了：

1. ESP32读取按钮输入的基本方法
2. 按钮模块的电路连接
3. 串口监视器调试方法
4. 软件防抖技术
5. 按钮控制外部设备（如LED）的实现

这是ESP32输入控制的基础，后续可以学习更多传感器的使用和复杂控制逻辑的实现。