ESP8266 - Nút nhấn

Kiến thức

Nút nhấn sẽ giúp việc ESP8266 khởi động một hành động nào đó khi cần
thiết. Trong nhiều ứng dụng chúng ta hầu như đều cần những kích hoạt từ
bên ngoài. Xuyên suốt cuốn sách này, sẽ dùng nút nhấn để kích hoạt chạy
các ứng dụng mẫu cũng như đèn LED để thông báo các trạng thái. Trong
phần này, nhấn nút đèn LED sẽ chuyển trạng thái (từ sáng → tắt và ngược
lại).

Đây là ví dụ đơn giản, trong thực tế việc xử lý nút nhấn khá phiền phức.
Bởi vì nút nhấn vật lý khi được nhấn sẽ tạo ra hàng loạt các xung lên
xuống (nhiễu, bouncing…​). Thường thì chỉ cần đảm bảo mức Logic của chân
đo được đã được giữ ổn định trong khoảng 100 mili giây là được xem đã ổn
định.

Ngoài cách dùng ngắt để xác định nút nhấn có được nhấn hay không - cách
này sẽ tiết kiệm tài nguyên tính toán của CPU, nó chỉ được gọi khi có sự
kiện xảy ra, thì còn một cách nữa là hỏi vòng: Cách này đỏi hỏi CPU liên
tục kiểm tra xem mức Logic của nút nhấn. Đồng thời việc đáp ứng cũng
không nhanh bằng sử dụng ngắt.

Yêu cầu: Nhấn nút (GPIO0 - D3) thì chớp tắt đèn LED (GPIO16 - D0) và in
ra cổng Serial

Mã nguồn dùng vòng lặp loop

int ledPin = 16;                 // LED nối vào chân 16
int btnPin = 0;                  // Nút nhấn nối vào chân 0
int ledState = LOW;

void blink()
{
  if (ledState == LOW) {
    ledState = HIGH;
  } else {
    ledState = LOW;
  }
  digitalWrite(ledPin, ledState); //Đảo trạng thái LED & in ra serial
  Serial.println("Pressed, value=" + String(ledState));
}

bool isPressed()
{
  return (digitalRead(btnPin) == 0);
}
void setup()
{
  pinMode(ledPin, OUTPUT);       // Cấu hình LED là ngõ ra
  pinMode(btnPin, INPUT_PULLUP); // Cấu hình nút nhấn là ngõ vào pull-up

  Serial.begin(115200);
}

void loop()
{
  if (isPressed()) {
    blink();
  }
}

Mã nguồn dùng ngắt

int ledPin = 16;                 // LED nối vào chân 16
int btnPin = 0;                  // Nút nhấn nối vào chân 0
int ledState = LOW;

void blink()
{
  if (ledState == LOW) {
    ledState = HIGH;
  } else {
    ledState = LOW;
  }
  digitalWrite(ledPin, ledState);
  Serial.println("Pressed, value=" + String(ledState));
}
void setup()
{
  pinMode(ledPin, OUTPUT);      // sets the digital pin as output
  pinMode(btnPin, INPUT_PULLUP); // Cấu hình nút nhấn là ngõ vào pull-up
  attachInterrupt(btnPin, blink, FALLING); //cài đặt ngắt cho chân LED
  Serial.begin(115200);
}

void loop()
{
  //Không phải làm gì
}

Các khái niệm

• Ngắt: Ngắt là một khái niệm liên quan nhiều đến phần cứng, một
  sự kiện nào đó xảy ra, bắt buộc CPU phải dừng các tác vụ bình thường
  khác đang thực thi để thực hiện tác vụ Ngắt. Ví dụ, cấu hình ngắt
  khi có thay đổi mức logic từ 1 về 0 (cạnh xuống) của GPIO, thì khi
  mức logic thay đổi trên GPIO đó, CPU sẽ ngay lập tức dừng và lưu các
  trạng thái tại chương trình chính và nhảy vào hàm ngắt để thực thi
  các lệnh trong đó.

• pull-up/pull-down Đa số các chân GPIO của Chip đều có thể có 3
  trạng thái, trạng thái là ngõ ra mức cao (logic 1), trạng thái là
  ngõ ra mức thấp (logic 0) và trạng thái ngõ vào (input). Ở trạng
  thái Input, thì các GPIO được cấu hình trở kháng cao (Hi-Z), hay còn
  gọi là trạng thái cách ly, không cho dòng điện đi qua, nhưng vẫn cảm
  nhận được điện áp. Ở trạng thái Hi-Z, nếu không xác định mức logic
  trước cho GPIO thì GPIO này bị thả trôi, nghĩa là rất dễ ảnh hưởng
  bởi môi trường, khi đọc về sẽ không đoán định được mức Logic.
  Pull-up là nối 1 điện trở với GPIO này lên mức logic 1, xác định
  trước 1 điện áp cho nó để đảm bảo không không có tác động điện nào
  thì nó là mức logic 1. Tương tự, pull-down xác định trước mức logic
  0 cho GPIO.