2. 按键控制LED

任务目标

使用ESP32开发板，通过一个外部按键控制板载LED的亮灭状态。每次按下按键，LED状态翻转一次（亮→灭或灭→亮）。本案例聚焦GPIO数字输入模式的配置与状态读取方法。

所需硬件与接线

• ESP32开发板（板载LED通常连接GPIO2）
• 轻触按键一个
• 面包板及杜邦线若干

接线方式：按键一端连接GPIO18，另一端连接GND。GPIO18内部启用上拉电阻，按键按下时读到低电平，释放时读到高电平。板载LED使用GPIO2（大多数ESP32开发板默认），若你的开发板LED引脚不同，请对应修改代码中的LED_PIN。

完整代码

#include <stdio.h>
#include "driver/gpio.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"

#define LED_PIN      GPIO_NUM_2
#define BUTTON_PIN   GPIO_NUM_18

// 消抖延时（毫秒）
#define DEBOUNCE_MS  50

void app_main(void)
{
    // 配置LED引脚为推挽输出
    gpio_config_t led_conf = {
        .pin_bit_mask = (1ULL << LED_PIN),
        .mode = GPIO_MODE_OUTPUT,
        .pull_up_en = GPIO_PULLUP_DISABLE,
        .pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,
        .intr_type = GPIO_INTR_DISABLE
    };
    gpio_config(&led_conf);

    // 配置按键引脚为输入，启用内部上拉
    gpio_config_t btn_conf = {
        .pin_bit_mask = (1ULL << BUTTON_PIN),
        .mode = GPIO_MODE_INPUT,
        .pull_up_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,
        .pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,
        .intr_type = GPIO_INTR_DISABLE
    };
    gpio_config(&btn_conf);

    bool led_state = false;
    int last_level = 1;  // 上拉默认高电平
    TickType_t last_change_time = 0;

    while (1) {
        int level = gpio_get_level(BUTTON_PIN);

        // 检测下降沿（按下瞬间）
        if (level == 0 && last_level == 1) {
            // 简单消抖：确认电平稳定后再翻转
            vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(DEBOUNCE_MS));
            if (gpio_get_level(BUTTON_PIN) == 0) {
                led_state = !led_state;
                gpio_set_level(LED_PIN, led_state ? 1 : 0);
            }
        }

        last_level = level;
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));  // 轮询间隔10ms
    }
}

编译与烧录

本案例基于ESP-IDF开发框架。在项目目录下执行以下命令：

idf.py set-target esp32
idf.py build
idf.py -p /dev/ttyUSB0 flash monitor

请将/dev/ttyUSB0替换为你实际的串口设备名（Windows下为COMx）。

验证方法

1. 烧录成功后，观察板载LED初始状态为熄灭。
2. 按下按键并松开，LED应点亮。
3. 再次按下并松开，LED应熄灭。
4. 快速连续按动按键，每次按下LED状态都应翻转一次，且不会出现一次按下多次翻转的情况（消抖生效）。

若LED状态与预期不符，请检查LED引脚号是否正确，以及按键是否连接在GPIO18与GND之间。可通过串口监视器观察程序是否正常启动（无报错输出）。

关键说明

本案例采用轮询方式读取GPIO电平，通过检测电平下降沿（从高到低）识别按键按下动作。内部上拉电阻确保按键未按下时引脚为高电平，按下时接地为低电平。消抖延时50ms用于滤除机械按键的抖动噪声。若需更高效的实现，可改用GPIO中断方式，但轮询方式更直观地展示了GPIO输入状态读取的基本流程。