ESP32 for Arduino 学习笔记（电容触摸与霍尔传感器篇）

一、前言

ESP32 是一款很强大的开发板，在 Arduino 环境下能轻松实现各类传感器功能。这次咱们重点学习 电容触摸传感器 和 霍尔传感器 的使用，用简单代码和清晰注释，让咱中学生能轻松看懂、学会 。

二、电容触摸传感器

（一）基本原理

ESP32 的电容触摸传感器，靠检测人体触碰引脚时的电容变化工作。当手碰到对应引脚，引脚电容改变，程序能读到变化值，实现触摸感应功能，像做触摸开关、互动装置超方便 。

（二）核心函数

1. touchRead(pin)
   • 功能：读取指定触摸引脚的电容值，触摸时返回值会变小，范围 0~255 。
   • 参数：pin 是触摸引脚，ESP32 有 T0、T2~T9 等（对应 4、2、15 等物理引脚，拓展板可用引脚有特殊限制 ）。
   • 示例：

// 读 T0 引脚触摸值，串口打印
void setup() {
  Serial.begin(115200); 
}
void loop() {
  int touchVal = touchRead(T0); 
  Serial.println(touchVal);     
  delay(20); 
}

2. touchAttachInterrupt(pin, TSR, threshold)
   • 功能：设置触摸中断 。引脚返回值低于 threshold（阈值），自动调用 TSR 回调函数，实现触摸触发逻辑。
   • 参数：
     • pin：触摸引脚（同 touchRead 的引脚规则 ）。
     • TSR：中断回调函数名，无参数、无返回值，触发时自动执行。
     • threshold：触发阈值，低于它就执行回调。
   • 示例（触摸触发打印提示 ）：

const int threshold = 40;       // 触发阈值
const int touchPin = T6;        // 用 T6 触摸引脚（对应 14 号物理引脚）
bool touchDetected = false;     // 触摸状态标记

// 中断回调函数，触发时设 touchDetected 为 true
void touchDoing() {             
  touchDetected = true;
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  // 绑定触摸中断：引脚 T6、回调 touchDoing、阈值 40
  touchAttachInterrupt(touchPin, touchDoing, threshold); 
}

void loop() {
  int touchValue = touchRead(touchPin); // 读触摸值
  Serial.println("Value: " + String(touchValue)); 
  if (touchDetected) {         // 若检测到触摸
    touchDetected = false;     // 重置状态
    Serial.println("触摸传感器已触发"); 
  }
  delay(2000); 
}

（三）实操案例：触摸控制 LED（简单版 + 中断版 ）

1. 简单版（轮询检测 ）
   需求：触摸 T2 引脚（假设对应物理引脚），控制 LED（接 25 脚）开关。
   代码：

const int touchPin = T2;  // 触摸引脚
const int ledPin = 25;    // LED 引脚
int a;                    // 存触摸值
boolean t = false;        // 灯状态，false 灭、true 亮

void setup() {
  Serial.begin(115200);  
  pinMode(ledPin, OUTPUT); // 设 LED 引脚为输出
}

void loop() {
  a = touchRead(touchPin); // 读触摸值
  if (a <= 30) {           // 触摸值低于 30 算触发
    t = !t;                // 翻转灯状态
    delay(1000);           // 消抖，避免重复触发
    Serial.print(a);       
    Serial.print("-------");
    Serial.println(t);     
  }
  digitalWrite(ledPin, t); // 控制 LED
  delay(20);               // 稍作延时
}

2. 中断版（更灵敏，适合复杂逻辑 ）
   需求：用中断方式，触摸 T6 引脚触发 LED 状态切换。
   代码：

const int threshold = 40;       // 触发阈值
const int touchPin = T6;        // 触摸引脚
const int ledPin = 25;          // LED 引脚
bool touchDetected = false;     // 触摸标记
boolean ledState = false;       // 灯状态

// 中断回调函数
void touchDoing() {             
  touchDetected = true;
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  // 绑定触摸中断
  touchAttachInterrupt(touchPin, touchDoing, threshold); 
}

void loop() {
  if (touchDetected) {         // 检测到触摸
    touchDetected = false;     // 重置标记
    ledState = !ledState;      // 翻转灯状态
    digitalWrite(ledPin, ledState); 
    Serial.println("触摸触发，LED 状态切换");
  }
  delay(2000); 
}

三、霍尔传感器

（一）基本原理

ESP32 内部集成霍尔传感器，利用 霍尔效应 检测磁场强度。靠近磁场南极（正极），返回正整数；靠近北极（负极），返回负整数。能做磁场检测、计数（比如检测磁铁经过次数 ）、位置控制等。

（二）核心函数：hallRead()

• 功能：读取当前磁场强度，无参数。
• 注意：调用时会占用 36、39 引脚，所以 A0、A3 不能当模拟输入用啦。
• 示例（串口打印磁场值 ）：

void setup() {
  Serial.begin(115200); // 初始化串口
}

void loop() {
  int hallVal = hallRead(); // 读霍尔传感器值
  Serial.println(hallVal);  // 串口打印
  delay(50);                // 延时，稳定读数
}

（三）实操案例：磁场检测与简单计数

需求：用霍尔传感器检测磁场，磁铁靠近计数，串口打印磁场值和计数。
代码：

int count = 0;           // 计数变量
int lastHallVal = 0;     // 存上一次磁场值，判断磁场变化
const int threshold = 100; // 磁场变化阈值，超过算有效触发

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

void loop() {
  int hallVal = hallRead(); 
  Serial.println("磁场值：" + String(hallVal)); 

  // 简单判断磁场变化（比如磁铁靠近），这里逻辑可根据实际调
  if (abs(hallVal - lastHallVal) > threshold) { 
    count++; 
    Serial.println("检测到磁场变化，计数：" + String(count)); 
    delay(2000);
  }

  lastHallVal = hallVal; // 更新上一次值
  delay(100);            // 延时，避免频繁检测
}

四、总结

• 电容触摸传感器 ：通过 touchRead 轮询检测，或 touchAttachInterrupt 中断触发，实现触摸交互，适合做触摸开关、互动装置 。
• 霍尔传感器 ：用 hallRead 读磁场强度，能检测磁场极性、强度，拓展做计数、位置控制超好玩 。

这些代码和功能，大家多实操试试，改改参数、拓展功能（比如触摸控制复杂灯效，霍尔做门窗磁感应 ），就能慢慢掌握 ESP32 在 Arduino 里的玩法啦，加油～