ผู้เขียน หัวข้อ: งานครั้งที่ 2 การเขียนโปรแกรมใช้งานขาพอร์ตในโหมด Digital Output (อ่าน 19142 ครั้ง)

admin · « **เมื่อ:** เมษายน 22, 2016, 10:52:27 AM »

การเขียนโปรแกรมใช้งานขาพอร์ตในโหมด Digital Output

การชื่อเรียกขาพอร์ตของ NodeMCU และ Wemos D1 mini ใช้อักษร D นำหน้า ส่วนชิพ ESP8266 (ซึ่งอยู่บนบอร์ด NodeMCU,WeMos) ใช้อักษรนำหน้าว่า GPIO เมื่อนำมาใช้งานสามารถใช้ได้ทั้งสองแบบโดยหากใช้เรียกขาที่เป็น GPIO จะใส่เพียงตัวเลข แต่ถ้าใช้ดังตัวที่สกีนบนบอร์ดจะใช้ D นำหน้า เมื่อเทียบกันแล้วจะได้ดังรูป

โดย NodeMCU ,WeMos D1 mini จะเรียกชื่อเป็น D0,D1,... ส่วน ESP8266 จะเรียกว่า GPIO ดังนั้นเวลาเขียนโปรแกรมจะต้องเรียกชื่อให้ตรงกับชื่อขาที่ต้องการใช้งาน โดยหากใส่ตัวเลขอย่างเดียวจะเป็นการเรียกใช้ขา GPIO แต่ถ้าหากใส่ D นำหน้าจะเป็นการเรียกใช้งานแบบ NodeMCU (ตัวโปรแกรมจะจัดการเอง)

หมายเหตุ
NodeMCU V2 จะมี LED อยู่ 2 ตัวคือบนชิพ ESP8266 (D4) และบนบอร์ด (D0)
NodeMCU V3 จะมี LED อยู่ 1 ตัวคือบนชิพ ESP8266 (D4) ซึ่งไม่มีบนบอร์ดเหมือน V2
WeMosD1 mini จะมี LED อยู่ 1 ตัวคือบนชิพ ESP8266 (D4) ซึ่งไม่มีบนบอร์ดเหมือน V2 เช่นเดียวกับ V3
การใช้งานทั่วไปสามารถเลือกเป็นบอร์ดตัวใดก็ได้ โดยมีสิ่งที่แตกต่างคือ
-เลือกบอร์ดเป็น NodeMCU 1.0 ความเร็วอัพโหลดจะเป็น 115200 และ LED_BUILTIN จะเป็น D0
-เลือกบอร์ดเป็น WeMos D1 R2&mini ความเร็วอัพโหลดจะเป็น 921600 และ LED_BUILTIN จะเป็น D4
ดังนั้น หากเลือกอร์ดเป็น NodeMCU 1.0 แต่บอร์ดจริงใช้ NodeMCU V3 หรือ WeMos D1 เมื่อมีการใช้งาน LED_BUILTIN จะไม่มีผลอะไรแสดงยกเว้นมาการต่อ LED เพิ่มภายนอกเข้าที่ขา D0

ค่าที่ถูกกำหนดเมื่อเลือกบอร์ดเป็น NodeMCU 1.0
ข้อมูลจากไฟล์กำหนดขา pins_arduino.h
อยู่ในโฟลเดอร์ C:\Users\...(comName)...\AppData\Local\Arduino15\packages\esp8266\hardware\esp8266\2.4.1\variants\nodemcu

โค๊ด: [Select]

static const uint8_t SDA = 4;
static const uint8_t SCL = 5;

static const uint8_t LED_BUILTIN = 16;
static const uint8_t BUILTIN_LED = 16;

static const uint8_t D0   = 16;
static const uint8_t D1   = 5;
static const uint8_t D2   = 4;
static const uint8_t D3   = 0;
static const uint8_t D4   = 2;
static const uint8_t D5   = 14;
static const uint8_t D6   = 12;
static const uint8_t D7   = 13;
static const uint8_t D8   = 15;
static const uint8_t D9   = 3;
static const uint8_t D10  = 1;

ข้อมูลจากเวป https://nodemcu.readthedocs.io/en/master/en/modules/gpio/

โค๊ด: [Select]

IO index	ESP8266 pin
0 [*]		GPIO16	
1		GPIO5	
2		GPIO4	
3		GPIO0	
4		GPIO2	
5		GPIO14	
6		GPIO12		
7		GPIO13
8		GPIO15
9		GPIO3
10		GPIO1
11		GPIO9
12		GPIO10
[*] D0(GPIO16) can only be used as gpio read/write. No support for open drain/interrupt/pwm/i2c/ow.

จะเห็นว่า D11, D12 ไม่ได้มีการกำหนดค่าไว้ในไฟล์กำหนดขา ดังนั้นเมื่อใช้งานให้เรียกเลขขาแทน (D11->9, D12->10) และ D11 บางบอร์ดอาจใช้งานไม่ได้ทั้งนี้ขึ้นอยู่เกิดจาก OS ของแต่ละบอร์ด

ค่าที่ถูกกำหนดเมื่อเลือกบอร์ดเป็น WeMos D1 R2&mini
ข้อมูลจากไฟล์กำหนดขา pins_arduino.h
อยู่ในโฟลเดอร์ C:\Users\...(comName)...\AppData\Local\Arduino15\packages\esp8266\hardware\esp8266\2.4.1\variants\d1_mini

โค๊ด: [Select]

#define PIN_WIRE_SDA (4)
#define PIN_WIRE_SCL (5)

static const uint8_t SDA = PIN_WIRE_SDA;
static const uint8_t SCL = PIN_WIRE_SCL;

#define LED_BUILTIN 2

static const uint8_t D0   = 16;
static const uint8_t D1   = 5;
static const uint8_t D2   = 4;
static const uint8_t D3   = 0;
static const uint8_t D4   = 2;
static const uint8_t D5   = 14;
static const uint8_t D6   = 12;
static const uint8_t D7   = 13;
static const uint8_t D8   = 15;
static const uint8_t RX   = 3;
static const uint8_t TX   = 1;

ข้อมูลจากเวป https://wiki.wemos.cc/products:d1:d1_mini

โค๊ด: [Select]

WeMos Pin	ESP-8266 Pin	Function
TX		TXD		TXD
RX		RXD		RXD
A0		A0		Analog input, max 3.3V input
D0		GPIO16		IO
D1		GPIO5		IO, SCL
D2		GPIO4		IO, SDA
D3		GPIO0		IO, 10k Pull-up
D4		GPIO2		IO, 10k Pull-up, BUILTIN_LED
D5		GPIO14		IO, SCK
D6		GPIO12		IO, MISO
D7		GPIO13		IO, MOSI
D8		GPIO15		IO, 10k Pull-down, SS
G		GND		Ground
5V		-		5V
3V3		3.3V		3.3V
RST		RST		Reset
All of the IO pins have interrupt/pwm/I2C/one-wire support except D0.

ฟังก์ชั่นที่ใช้งาน
-pinMode() http://arduino.cc/en/Reference/PinMode
-digitalWrite() http://arduino.cc/en/Reference/DigitalWrite
-delay() http://arduino.cc/en/reference/delay
หมายเหตุ การใส่ตัวเลขค่าเวลาสำหรับในการหน่วงในฟังก์ชั่น delay นั้นมีข้อคำนึงถึงข้อกำหนดค่าตัวเลข(อย่างเดียว)ในภาษา C ของ Arduino จะเป็นแบบ integer ซึ่งมาค่าได้ไม่เกิน 32767 เท่านั้น ดังนั้นค่าที่ใสได้สูงสุดคือ delay(32767) แต่ถ้าต้องการใส่ค่าเวลาสำหรับหน่วงให้ได้มากกว่าจะต้องใส่ตัวอักษรต่อท้ายตัวเลขในค่าตัวแปรที่ต้องการเช่นหน่วงเวลา 60000ms และต้องการใช้ขนาดการเก็บตัวเลขเป็น Long ซึ่งใส่เลขสูงสุดได้ 2,147,483,647 จะใช้ตัว L ต่อท้ายตัวเลข ดังนี้
delay(60000L);

*ฟังก์ชั่นที่ใช้งานมีลักษณะเดียวกันกับ arduino
http://www.esp8266.com/wiki/doku.php?id=esp8266_gpio_pin_allocations

โจทย์การทดลอง
-เชื่อมต่อ LED 4 digit เข้ากับพอร์ตดิจิตอลตามวงจร
-เขียนโปรแกรมไฟวิ่งที่มีรูปแบบและเป็นระเบียบ (ไม่ใช่การติดดับแบบสุ่ม)
-โปรแกรมรายละเอียดพิเศษรายกลุ่ม (แจ้งให้ทราบเมื่อถึงชั่วโมงเรียน)

วงจรที่ใช้ทดลอง
กรณีใช้บอร์ดรุ่น NodeMCU

กรณีใช้บอร์ดรุ่น WeMos D1 mini

ข้อแนะนำในการเลือกใช้บอร์ดทดลองเมื่อใช้กับโปรโต้บอร์ด
บอร์ดทดลองที่มีขายในท้องตลาดจะมี 3 รุ่นหลัก ๆ คือ
1. NodeMCU V3 บอร์ดใหญ่(ชิพ USB รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ายาว)
2. NodeMCU V2 บอร์ดเล็ก(ชิพ USB รูปสี่จตุรัส)
3. WeMos D1 mini
เมื่อใช้งานโปรโต้บอร์ดไม่แนะนำให้ใช้ NodeMCU V3 เนื่องจากเมื่อเสียบลงบอร์ดจะไม่เหลือรูใช้งานดังรูป
รูปเรียงจาก NodeMCU V3---NodeMCU V2--- WeMos D1

ตัวอย่างโปรแกรมที่ 1

โค๊ด: [Select]

#define LED1 D1
#define LED2 D2
#define LED3 D3
#define LED4 D4
void setup() 
{
  pinMode(LED1,OUTPUT);
  pinMode(LED2,OUTPUT);
  pinMode(LED3,OUTPUT);
  pinMode(LED4,OUTPUT);
}
void loop() 
{
  digitalWrite(LED1,HIGH);digitalWrite(LED2,LOW);digitalWrite(LED3,LOW);digitalWrite(LED4,LOW);delay(200);
 digitalWrite(LED1,LOW);digitalWrite(LED2,HIGH);digitalWrite(LED3,LOW);digitalWrite(LED4,LOW);delay(200);
 digitalWrite(LED1,LOW);digitalWrite(LED2,LOW);digitalWrite(LED3,HIGH);digitalWrite(LED4,LOW);delay(200);
 digitalWrite(LED1,LOW);digitalWrite(LED2,LOW);digitalWrite(LED3,LOW);digitalWrite(LED4,HIGH);delay(200);
}

ตัวอย่างโปรแกรมที่ 2 (ฟังก์ชั่นย่อยขับ LED)

โค๊ด: [Select]

#define LED1 D1
#define LED2 D2
#define LED3 D3
#define LED4 D4
void send2port(char data);
char pattern[]={0b0000,
                0b0001,
                0b0011,
                0b0111,
                0b1111,
                0b1110,
                0b1100,
                0b1000};
void setup() 
{
  pinMode(LED1,OUTPUT);
  pinMode(LED2,OUTPUT);
  pinMode(LED3,OUTPUT);
  pinMode(LED4,OUTPUT);
}
void loop() 
{
  char i=0;
  for(i=0;i<=7;i++)
  {
      send2port(pattern[i]);
      delay(250);
  }
}
void send2port(char data)
{
    if (data & 1 ){digitalWrite(LED1,HIGH);} else {digitalWrite(LED1,LOW);}
    if (data & 2 ){digitalWrite(LED2,HIGH);} else {digitalWrite(LED2,LOW);}
    if (data & 4 ){digitalWrite(LED3,HIGH);} else {digitalWrite(LED3,LOW);}
    if (data & 8 ){digitalWrite(LED4,HIGH);} else {digitalWrite(LED4,LOW);}  
}

ตัวอย่างโปรแกรมที่ 3 (ฟังก์ชั่นย่อยขับ LED ใช้ if แบบย่อ)

โค๊ด: [Select]

#define LED1 D1
#define LED2 D2
#define LED3 D3
#define LED4 D4
void send2port(char data);
char pattern[]={0b0000,
                0b0001,
                0b0011,
                0b0111,
                0b1111,
                0b1110,
                0b1100,
                0b1000};
void setup() 
{
  Serial.begin(115200);
  pinMode(LED1,OUTPUT);
  pinMode(LED2,OUTPUT);
  pinMode(LED3,OUTPUT);
  pinMode(LED4,OUTPUT);
}
void loop() 
{
  char i=0;
  for(i=0;i<=7;i++)
  {
      send2port(pattern[i]);
      Serial.println(pattern[i],DEC);
      delay(250);
  }
}
void send2port(char data)
{
  digitalWrite(LED1,(data & 1 )? HIGH:LOW);
  digitalWrite(LED2,(data & 2 )? HIGH:LOW);
  digitalWrite(LED3,(data & 4 )? HIGH:LOW);
  digitalWrite(LED4,(data & 8 )? HIGH:LOW);
}

<a href="https://www.youtube.com/v/_aQK3EYtbC4" target="_blank" class="new_win">https://www.youtube.com/v/_aQK3EYtbC4</a>

ผู้เขียน หัวข้อ: งานครั้งที่ 2 การเขียนโปรแกรมใช้งานขาพอร์ตในโหมด Digital Output (อ่าน 19142 ครั้ง)

admin

งานครั้งที่ 2 การเขียนโปรแกรมใช้งานขาพอร์ตในโหมด Digital Output