esp32系列(3)：GPIO信号传输（以简单GPIO输入输出、ADC、DAC为例）

ESP32学习记录：

1. esp32系列(1)：Hello world， 初识esp32
   搭建VScode下的esp32开发环境，hello esp32。
2. esp32系列(2)：工程结构学习，从新建工程到烧写程序
   熟悉工程的文件结构，各文件的含义，编译流程。以及VScode的具体操作。
3. esp32系列(3)：GPIOGPIO信号传输（以简单GPIO输入输出、ADC、DAC为例）
   学习ESP32 GPIO与外设的几种输入输出方式，通过两个简单的例子学习简单GPIO与RTC GPIO输入输出的代码实现。

1 ESP32 GPIO基本概念

ESP32 芯片有 34 个物理 GPIO pad（GPIO PAD号：0­-19, 21-­23, 25­-27, 32­-39。其中 GPIO 34­-39 仅用作输入管脚，其他的既可以作为输入又可以作为输出管脚。）。每个 pad 都可用作一个通用 IO，或连接一个内部的外设信号。

IO_MUX、RTC IO_MUX 和 GPIO 交换矩阵用于将信号从外设传输至 GPIO pad。这些模块共同组成了芯片的 IO 控
制。

1. IO_MUX 选择GPIO pad配置为GPIO（与交换矩阵连接）或者直连（更好的高频数字特性，用于高速信号）
2. GPIO 交换矩阵 进行【外设输入输出】与【pad信号】之间的全交换。其实就是完pad的输入与输出信号的选择。
3. RTC IO_MUX 控制GPIO pad的低功耗和模拟功能。

1.1 通过 GPIO 交换矩阵的外设输入

34个GPIO（X: 0-19，21-23，25-27，32-39）
获取
外设输入信号的索引号（Y: 0-18，23-36，39-58，61-90，95-124，140-155，164-181，190-195，198-206）

重点：把某个外设信号 Y 绑定到某个 GPIO pad X 的配置过程为：

1. 在 GPIO 交换矩阵中配置外设信号Y的 GPIO_FUNCy_IN_SEL_CFG 寄存器：
   • 设置 GPIO_FUNCy_IN_SEL 字段为要读取的 GPIO pad X 的值。清零其他 GPIO pad 的其他字段。
2. 在 GPIO 交换矩阵中配置 GPIO pad X 的 GPIO_FUNCx_OUT_SEL_CFG 寄存器、清零 GPIO_ENABLE_DATA[x] 字段：
   • 要强制管脚的输出状态始终由 GPIO_ENABLE_DATA[x] 字段决定，则将 GPIO_FUNCx_OUT_SEL_CFG 寄存器的 GPIO_FUNCx_OEN_SEL 字段位置为 1。
   • GPIO_ENABLE_DATA[x] 字段在 GPIO_ENABLE_REG (GPIOs 0-31) 或 GPIO_ENABLE1_REG (GPIOs 32-39) 中，清零此位可以关闭 GPIO pad 的输出。
3. 配置 IO_MUX 寄存器来选择 GPIO 交换矩阵。配置 GPIO pad X 的 IO_MUX_x_REG 的过程如下：
   • 设置功能字段 (MCU_SEL) 为 GPIO X 的 IO_MUX 功能（所有管脚的 Function 2，数值为 2）。
   • 置位 FUN_IE 使能输入。
   • 置位或清零 FUN_WPU 和 FUN_WPD 位，使能或关闭内部上拉/下拉电阻器。
     说明：

• 同一个输入 pad 上可以同时绑定多个内部 input_signals。
• 置位 GPIO_FUNCy_IN_INV_SEL 可以把输入的信号取反。
• 无需将输入信号绑定到一个 pad 也可以使外设读取恒低或恒高电平的输入值。实现方式为选择特定的
  GPIO_FUNCy_IN_SEL 输入值而不是一个 GPIO 序号：
  • 当 GPIO_FUNCy_IN_SEL 是 0x30 时， input_signal_x 始终为 0。
  • 当 GPIO_FUNCy_IN_SEL 是 0x38 时， input_signal_x 始终为 1。
    例子：把 RMT 外设通道 0 的输入信号 RMT_SIG_IN0_IDX（信号索引号 83）绑定到 GPIO15，请按照以下步骤操作（请注意 GPIO15 也叫做 MTDO 管脚）：

1. 将 GPIO_FUNC83_IN_SEL_CFG 寄存器的 GPIO_FUNC83_IN_SEL 字段设置为 15。
2. 因为此信号是纯输入信号，置位 GPIO_FUNC15_OUT_SEL_CFG_REG 寄存器中的 GPIO_FUNC15_OEN_SEL 位。
3. 清零 GPIO_ENABLE_REG 寄存器的 bit 15（GPIO_ENABLE_DATA[15] 字段）。
4. 配置 IO_MUX_GPIO15 寄存器的 MCU_SEL 字段为 2 (GPIO function)，同时置位 FUN_IE（使能输入模式）。
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