Стандарт планування та застосування GPIO у проектах на базі ESP8266-12 / NodeMCU / Lua

Дата: 13.02.2019

Стратегічною метою розробки та впровадження даного стандарту у продуктах alterstrategy.lab є забезпечення максимально універсального підходу іменування та оптимального застосування обмеженої кількості пінів, що має контролер ESP8266, для можливості надання максимальної кількості функцій одним контролером одночасно.

Розроблений нами Стандарт заздалегідь робить припущення і надає настанови з резервування певних пінів контролера під функції розробником, що можуть використовуватися в одних проектах та не займати піни у інших. Наприклад, буде конфлікт, якщо раптом необхідно задіяти SPI, а ці піни вже раніше зайнято під шину I2C. Розробнику розумного пристрою буде необхідно шукати помилки та робити виправлення у багатьох своїх файлах, а можливо і у апаратних пристроях.

Таке універсальне “закріплення” наявних пінів за певними функціями, шинами чи інтерфейсами, значно полегшує розробку модульного програмного забезпечення. Полегшується повторне використання або інтеграція окремих програмних модулів у єдину обчислювальну систему. У даному випадку, така стандартизація – це ще один з кроків у створенні дійсно розумних пристроїв і систем.

Хоча виконання даного стандарту не є обов’язковим, рекомендуємо враховувати дані настанови, адже у деяких випадках такий розподіл за функціями пінів є неминучим та ґрунтується на апаратних обмеженнях чи особливостях платформи ESP8266. У будь-якому разі, будьте поінформованими, що ми притримуємося даного Стандарту у нашому комерційному програмному забезпеченні.

Деякі скорочення та означення

GPIO – General Purpose Input Output pin
Vcc – Voltage common collector
GND – Ground wire
Ext_RST (Rst) – External Reset
EN – Chip Enable (aka Chip Select)
ADC – Analog to Digital Converter
I – Input
O – Output
INT – Interrupt
PWM – Pulse Width Modulation
I2C – Inter-Integrated Circuit Bus
SDA – Serial Data Line
SCL – Serial Clock Line
SPI – General Serial Peripheral Interface Module
HSPI – Host Serial Peripheral Interface Module with multiple device overlap mode support
UART# Universal Asynchronous Receiver-Transmitter
Tx – Transmit channel
Rx – Receive channel
SCLK – Serial Clock (output from master)
MOSI – Master Output Slave Input, or Master Out Slave In (data output from master)
MISO – Master Input Slave Output, or Master In Slave Out (data output from slave)
CS# (SS) – Chip Select / Slave Select

Контролери ESP8266-12E(F) мають наступні піни

Висновок

Цей стандарт дозволяє забезпечити сумісність застосування одночасно у одному пристрої, або ж окремо у різних проектах:

Підключити шину I2C з майже необмеженою кількістю (до 128) пристроїв;
Надати інтерфейс SPI для кількох пристроїв (завдяки вибору CS);
Реалізувати режим глибокого сну та прокидання;
Вимірювати рівень напруги засобами вбудованого АЦП;
Використовувати вільні піни GPIO як входи чи виходи;
Використовувати консоль розробника через UART.

Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Нд
						1
2	3	4	5	6	7	8
9	10	11	12	13	14	15
16	17	18	19	20	21	22
23	24	25	26	27	28	29
30	31

Стандарт планування та застосування GPIO у проектах на базі ESP8266-12 / NodeMCU / Lua

Деякі скорочення та означення

Контролери ESP8266-12E(F) мають наступні піни

Рекомендована карта застосування пінів

Рекомендації та пояснення

Вільні для використання на розсуд розробника

Якщо потрібна шина I2C рекомендуємо:

Якщо потрібен інтерфейс SPI рекомендуємо:

Якщо потрібен Deep Sleep та Wakeup можливий єдиний варіант:

Якщо потрібен АЦП можливий єдиний варіант:

Якщо потрібен UART1 Tx можливий єдиний варіант:

Залишок пінів для використання

Висновок