هذه المقالة دليل للتعرف إلى أطراف الدخل والخرج العامة (GPIO) لشريحة ESP8266 حيث تحوي على رسومات توضيحية لترتيب أطراف الخرج ووظائفها وكيفية استخدامها.تتضمن الشريحة 17 طرف دخل وخرج قد لا تظهر جميع الأطراف في لوحات  ESP8266 التطويرية حيث لا يُنصح باستخدام بعض هذ الأطراف بالإضافة إلى أن البعض الآخر له وظائف محددة.

ملاحظة:


لا يمكن الوصول إلى جميع الأطراف في جميع لوحات التطوير، ولكن كل الأطراف تعمل بنفس الطريقة بغض النظر عن لوحة التطوير التي تستخدمها.

أطراف الشريحة ESP8266 12-E

يوضح الشكل الآتي أطراف شريحة  ESP8266 12-E

 أطراف شريحة  ESP8266 12-E
 أطراف شريحة  ESP8266 12-E (مصدر الصورة: موقع randomnerdtutorials)

يوجد مجموعة واسعة حالياً من لوحات التطوير تتضمن شريحة ESP8266 لكن تختلف عن بعضها البعض في عدد الأطراف التي يمكن الوصول إليها والحجم وعامل الشكل وما إلى ذلك …

 أطراف شريحة  ESP8266 12-E
أطراف شريحة  ESP8266 12-E

تعتبر لوحات ESP-01 وESP8266-12E NodeMCU  و Wemos D1 Mini  من لوحات ESP8266 الأكثر استخداماً.

 مخارج شريحة ESP8266-01

يمكن استخدام المخطط التالي لأطراف الدخل والخرج كمرجع عند استخدام لوحة  ESP8266-01

مخارج شريحة ESP8266-01
مخارج شريحة ESP8266-01 (مصدر الصورة: موقع randomnerdtutorials)

لوحة ESP8266 12-E NodeMCU

يظهر الشكل الآتي مخطط أطراف لوحة  ESP8266 12-E NodeMCU

أطراف لوحة ESP8266 12-E NodeMCU
أطراف لوحة ESP8266 12-E NodeMCU (مصدر الصورة: موقع randomnerdtutorials)

لوحة Wemos D1 Mini 

يظهر الشكل الآتي مخطط أطراف لوحة. WeMos D1 Mini

أطراف لوحة  WeMos D1 Mini
أطراف لوحة  WeMos D1 Mini (مصدر الصورة: موقع randomnerdtutorials)

 يحتوي الرابط التالي على ملف بصيغة pdf يمكن تنزيله وطباعته لتحتفظ بمخططات اللوحات: التحميل من هنا.

 طرفيات ESP8266

  • 17 طرف دخل وخرج عام
  • برتوكولSPI
  • برتوكولI2C
  • برتوكولI2S
  • UART
  • محول تشابهي رقمي بدقة 10 بت 10-bit ADC

أفضل الأطراف للاستخدام في شريحة ESP8266

يمكن ملاحظة أن رقم الطرف (GPIO) في شريحة ESP8266  لا يتطابق مع العبارة المطبوعة على الشريحة. على سبيل المثال يتوافق D0 مع  GPIO16 وD1  يتوافق مع GPIO5

يوضح الجدول التالي الترابط بين العبارات المطبوعة على الشريحة ورقم GPIO بالإضافة إلى الأطراف الأفضل للاستخدام في المشاريع وأيها تحتاج إلى توخي الحذر عند التعامل معها.

لا مانع من استخدام الأطراف الملونة باللون الأخضر أو الأصفر ، ولكن يجب الانتباه فقد يكون لها سلوك غير متوقع وخصوصاً عند الإقلاع.

لا يُنصح باستخدام المنافذ الملونة باللون الأحمر كمدخلات أو مخرجات.

Label GPIO Input Output
D0 GPIO16 no interrupt no PWM or I2C support
D1 GPIO5 OK OK
D2 GPIO4 OK OK
D3 GPIO0 pulled up OK
D4 GPIO2 pulled up OK
D5 GPIO14 OK OK
D6 GPIO12 OK OK
D7 GPIO13 OK OK
D8 GPIO15 pulled to GND OK
RX GPIO3 OK RX pin
TX GPIO1 TX pin OK
A0 ADC0 Analog Input X

 

الأطراف المتصلة بشريحة الفلاش

توصل الأطراف من 6 إلى 11 (GPIO6-GPIO11) بشريحة الفلاش في شرائح ESP8266، لذلك لا يُنصح باستخدام هذه الأطراف.

المنافذ المستخدمة خلال الإقلاع

يمكن منع ESP8266 من الإقلاع إذا كانت بعض الأطراف في وضع Low أو High.

تعرض القائمة التالية حالة المنافذ التالية عند الإقلاع:

  • : GPIO16 الطرف في حالة High عند الإقلاع
  • : GPIO0 يفشل الإقلاع إذا وُضع في حالة Low
  • GPIO2: الطرف في حالة High عند الإقلاع ، يفشل الإقلاع إذا وُضع في حالة Low
  • GPIO15: يفشل الإقلاع إذا وُضع في حالة High
  • GPIO3: الطرف في حالة High عند الإقلاع
  • GPIO1: الطرف في حالة High عند الإقلاع ، يفشل الإقلاع إذا وُضع في حالة Low
  • GPIO10: الطرف في حالة High عند الإقلاع
  • GPIO9: الطرف في حالة High عند الإقلاع

الأطراف في حالة High عند الإقلاع

هناك بعض الأطراف التي تعطي إشارة خرج 3.3V عند إقلاع شريحةESP8266 . قد تمثل هذه الحالة مشكلة عند استخدام ريليه أو أجهزة طرفية أخرى متصلة ب بالأطراف، حيث يكون خرج الأطراف التالية High عند الإقلاع:

  • GPIO16
  • GPIO3
  • GPIO1
  • GPIO10
  • GPIO9

يكون خرج الأطراف الأخرى Low عند الإقلاع والذي يُمكن أن تكون مشكلة عند الاتصال بترانزستورات أو ريليه (باستثناء GPIO5 و(GPIO4 .

تعتبر المنافذ GPIO4 وGPIO5 الأكثر أماناً للاستخدام عند الرغبة في توصيل ريليه.

الدخل التشابهي

يدعم ESP8266 قراءة الدخل التشابهي في طرف واحد فقط وهو GPIO ADC0، وعادةً ما يتم تمييزه باسم A0 ضمن العبارات المطبوعة على الشريحة. يكون جهد الدخل الأعظمي لمنفذ ADC0 من 0 إلى 1 فولت في حال استخدام شريحة ESP8266، بينما يكون مجال جهد الدخل هو من 0 إلى 3.3 فولت في حال استخدام لوحة تطوير مثل ESP8266 12-E NodeMCU، وذلك لأن هذه اللوحات تحتوي على مقسم جهد داخلي.

الـ  LED المدمج على الشريحة

تحتوي معظم لوحات تطوير ESP8266على ليد مدمج يوصل بالطرف GPIO2.

الـ LED المدمج مضاءً على الشريحة
الـ LED المدمج مضاءً على الشريحة (مصدر الصورة: موقع randomnerdtutorials)

ينطفئ الـ  LED عند حالة  HIGH ويعمل عند حالة LOW.

منفذ RST

يُعاد إقلاع ESP8266 عند إعطاء إشارة LOW على هذا الطرف بشكل مشابه للضغط على زر RESET على الشريحة.

صورة تظهر زر FLASH على الشريحة
صورة تظهر زر FLASH على الشريحة (مصدر الصورة: موقع randomnerdtutorials)

الطرفGPIO0

يُعاد تعيين ESP8266 إلى نمط برنامج الإقلاع عند إعطاء إشارة LOW على هذا الطرف بشكل مشابه للضغط على زر FLASH / BOOT على الشريحة.

الطرفGPIO16

يمكن استخدام الطرف 16 لإيقاظ  ESP8266من وضع سكونٍ طويلِ بواسطة توصيل الطرف 16 بمنفذ RST.

I2C

لا يحتوي  ESP8266على منافذ I2C فيزيائية ولكن يمكن تضمينها برمجياً، أي يُمكن استخدام أي طرف كمنفذ I2C. عادةً تُستخدم الأطراف التالية كمنافذ I2C:

  • GPIO5: SCL
  • GPIO4: SDA

SPI

الأطراف المستخدمة كـ SPI في ESP8266 هي:

  • GPIO12: MISO
  • GPIO13: MOSI
  • GPIO14: SCLK
  • GPIO15: CS

منفذ PWM

يسمح ESP8266 بتعديل عرض النبضة PWM في جميع منافذ الإدخال/الإخراج: من الطرف 0 إلى الطرف 15.

دقة إشارات PWM في ESP8266 هي 10 ب

منافذ المقاطعة

يدعم ESP8266المقاطعات في أي طرف، باستثناء الطرف 16.


المصدر: هنا.
ترجمة: غدير سليمان، مراجعة: إيليا سليمان، تصميم: علي العلي، تدقيق لغوي: بولا ابراهيم، تحرير: قحطان غانم.