本文是“攻玉计划”的一部分，翻译自 https://randomnerdtutorials.com/esp8266-pinout-reference-gpios/

本文旨在介绍 ESP8266 的引脚定义、引脚功能及如何使用它们。

ESP-12E 模块拥有 17 个 GPIO 引脚。但在各个开发板上，ESP8266 芯片的 GPIO 引脚并不一定全部引出，而且某些引脚不建议使用，某些引脚有非常特殊的功能。

本文将指导你如何正确使用 ESP8266 的各个 GPIO，避免用错引脚而浪费时间。

ESP12-E 模块引脚定义

下图阐述了 ESP-12E 模块的引脚定义。当你的项目使用裸 ESP-12E/F 模块的时候，可以参考此图。

🔵注意：某些开发板可能不能使用全部的引脚，但相同的引脚在不同的开发板上，功能肯定是一样的。

当前市场上有很多不同的 ESP8266 模块/开发板，它们的形状、大小、可用 GPIO 数目各不相同。但最常用的是 ESP-01(S)、ESP-12E/F、NodeMCU 开发板以及 Wemos D1 Mini 开发板。你可以自己搜索这些开发板模块的区别。

ESP-01(S) 引脚定义

如果你在用 ESP-01(S) 的板子，可以参考下图的 GPIO 引脚定义。

ESP-12E NodeMCU 开发板

ESP-12E NodeMCU 开发板的引脚定义如下图所示。

Wemos D1 Mini 开发板

Wemos D1 Mini 开发板的引脚定义如下图所示。

ESP8266 的外设

ESP8266 的外设包括：

  • 17 个 GPIO
  • SPI
  • I2C（软件实现）
  • I2S（支持 DMA）
  • UART
  • 10 位 ADC

推荐使用的引脚

需要注意的一点是，ESP8266 开发板上丝印的引脚号，并不是芯片真正的 GPIO 编号。比如，D0 是 GPIO16，D1 是 GPIO5。

下表说明了 ESP8266 开发板上丝印的引脚号与实际 GPIO 编号的对应关系，并提醒你哪些引脚在使用时需要注意。

绿色标记的引脚可以随意使用；黄色标记的引脚可以使用，但需要注意它们在芯片启动时的影响，可能带来意外的问题。红色标记的引脚不建议用作输入或输出功能。

丝印标签 GPIO 可作为输入 可作为输出 备注
D0 GPIO16 不可用于中断 不可用于 PWM 或 I2C 🟠启动时为高电平
用于从深度睡眠中唤醒
D1 GPIO5 🟢是 🟢是 通常用作 SCL (I2C)
D2 GPIO4 🟢是 🟢是 通常用作 SDA (I2C)
D3 GPIO0 已被上拉 🟢是 与 FLASH 按键连接，如果拉低则会启动失败
D4 GPIO2 已被上拉 🟢是 🟠启动时为高电平
连接板载 LED，如果拉低则会启动失败
D5 GPIO14 🟢是 🟢是 SPI (SCLK)
D6 GPIO12 🟢是 🟢是 SPI (MISO)
D7 GPIO13 🟢是 🟢是 SPI (MOSI)
D8 GPIO15 已被下拉至 GND 🟡是 SPI (CS)
如果拉高则会启动失败
RX GPIO3 🟡是 🔴RX 引脚 🟠启动时为高电平
TX GPIO1 🔴TX 引脚 🟡是 🟠启动时为高电平
启动时的调试输出引脚，如果拉低会启动失败
A0 ADC0 🟢模拟输入 🔴禁用

接下来的篇幅将更详细地介绍 ESP8266 GPIO 引脚的功能。

连接 FLASH 芯片的引脚

GPIO6 到 GPIO11 通常用于连接 FLASH 芯片，所以，不推荐使用这几个引脚。

启动过程中用到的引脚

如果某些引脚被拉高或者拉低，ESP8266 可能会启动失败。下表是部分引脚在启动时的状态：

  • GPIO16：启动时为高电平
  • GPIO0：如果被拉低，则启动失败
  • GPIO2：启动时为高电平，如果被拉低，则启动失败
  • GPIO15：如果被拉高，则启动失败
  • GPIO3：启动时为高电平
  • GPIO1：启动时为高电平，如果被拉低，则启动失败
  • GPIO10：启动时为高电平
  • GPIO9：启动时为高电平

启动时为高电平的引脚

以下引脚在启动时会输出 3.3V 的高电平。如果你在这些引脚上接了继电器之类的外设，可能会带来一些问题：

  • GPIO16
  • GPIO3
  • GPIO1
  • GPIO10
  • GPIO9

此外，其他引脚（除了 GPIO5 和 GPIO4），在启动时会输出低电平信号，同样可能带来问题。你可以阅读 此文章 以详细了解各个 GPIO 在启动时的状态。

🟢如果需要控制继电器或功率管，GPIO4 和 GPIO5 是最安全的引脚。

模拟输入引脚

ESP8266 只有一个引脚支持模拟输入，此引脚叫 ADC0，丝印上常标记为 A0。

如果使用 ESP8266 裸芯片（ESP-12E/F）的话，此引脚的电压输入范围为 0-1V。如果使用了 NodeMCU 之类的开发板，那么电压输入范围就是 0-3.3V，因为开发板上已经集成了分压器。

板载 LED

大多数 ESP8266 模块均有一个内置的 LED，通常连在 GPIO2 上。LED 亮灭的逻辑是反向的，GPIO2 为高电平时，LED 熄灭；GPIO2 低电平时，LED 亮起。

复位引脚

当 RST 引脚被拉低时，ESP8266 将被复位。按开发板上的 RESET 按键同理。

GPIO0

当 GPIO0 被拉低时，复位 ESP8266，芯片将进入 bootloader 模式。按开发板上的 FLASH/BOOT 按钮同理。

GPIO16

GPIO16 可被用于从深度睡眠中唤醒 ESP8266。要实现此功能，需要将 GPIO16 连接在 RST 引脚上。关于如何实现深度睡眠，请搜索并参考 Arduino 官网上的相关案例。

I2C

ESP8266 没有硬件 I2C 引脚，但可以用软件模拟，所以你可以使用任意引脚实现 I2C。通常我们会使用以下引脚：

  • GPIO5：SCL
  • GPIO4：SDA

SPI

ESP8266 上的 SPI 引脚如下：

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

PWM 引脚

我们可以在 ESP8266 的所有引脚（GPIO0 至 GPIO15）上软件实现 PWM 功能。ESP8266 上的 PWM 有 10 位精度。关于如何实现 PWM 功能，请搜索并参考 Arduino 官网上的相关案例。

中断引脚

ESP8266 的所有 GPIO 引脚均支持中断，除了 GPIO16。相关案例请搜索并参考 Arduino 官网上的相关案例。

总结

希望本文能解决你对 ESP8266 GPIO 的相关疑惑，祝好！