使用ESP32控制板（三）：MicroPython的類比輸入、UART序列埠以及觸控開關

本文將介紹ESP32控制板和ESP8266在MicroPython程式功能的三個不同之處：類比輸入、UART序列埠以及觸控開關。

ADC（類比數位轉換器）類別

ESP8266只有一個類比輸入腳，輸入電壓介於0V~1V、8位元取樣，量化值介於0~1023。ESP32的類比輸入轉換器（analog to digital converter，簡稱ADC）可用於32~39腳，輸入電壓介於0V~3.6V、12位元取樣，量化值介於0~4095。

ESP32的ADC預設將類比輸入電壓上限當作1.0V，高於1.0V的電壓值都是4095。ADC類比輸入電壓範圍和取樣位元，可分別透過ADC類別的atten()和width()方法調整。

atten(衰減值)方法：atten代表“attenuation”（直譯為「衰減量」），用於調整輸入電壓範圍，可能的衰減值為：

• ADC.ATTN_0DB：0dB衰減，輸入電壓上限1.00V，此為預設值。
• ADC.ATTN_2_5DB：2.5dB衰減，輸入電壓上限1.34V。
• ADC.ATTN_6DB：6dB 衰減，輸入電壓上限2.00V。
• ADC.ATTN_11DB：11dB 衰減，輸入電壓上限3.6V。

width(位元值)方法：設定ADC的取樣位元數，可能的位元值：

• ADC.WIDTH_9BIT：9位元 （2⁹，0~511）
• ADC.WIDTH_10BIT：10位元（2¹⁰，0~1023）
• ADC.WIDTH_11BIT：11位元（2¹¹，0~2047）
• ADC.WIDTH_12BIT：12位元（2¹²，0~4095）

在相同取樣位元的情況下，輸入電壓範圍越小，精確度。例如，1V分割成4096份，對比3.6V分割成4096份，1V的分割比較細緻。

ESP32控制板的ADC實驗

底下用一個10KΩ可變電阻測試ESP32控制板的類比輸入腳：

在MicroPython中建立一個連接32腳ADC物件，此例命名為adc，並選擇性地設定輸入電壓範圍和取樣位元數（解析度），接著每次執行read()方法，即可讀取32腳的類比輸入值：

from machine import Pin, ADC
adc = ADC(Pin(32))
adc.atten(ADC.ATTN_11DB)
adc.width(ADC.WIDTH_12BIT)
adc.read()

UART連接GPS模組

ESP8266只有1.5個博士學位UART序列埠，所以《超圖解Python物聯網實作入門：使用ESP8266與MicroPython》第七章的GPS模組連接實驗，需要搭配WebREPL操作。ESP32也可以透過WebREPL操作，設定方式和ESP8266板相同。

LOLIN32控制板有兩個UART硬體介面，把GPS模組接在第2個UART序列埠的示範如下：

底下讀取UART序列輸入資料的MicroPython程式改自ESP8266版，差別在於定義UART物件時，UART的編號是2，另外還要設定TX和RX接腳編號。

from machine import UART

com = UART(2, 9600, tx=17, rx=16)
com.init(9600, bits=8, parity=None, stop=1)

while True:
    data = com.readline()
    if data:
        print(data)

直接在PuTTY或screen終端機輸入上面的程式碼，即可在終端機顯示GPS資料。

電容式觸控開關實驗

ESP32模組的這10的接腳具有電容式觸控感應功能：0, 2, 4, 12, 13, 14, 15, 27, 32和33。

在支援電容觸控的腳15連接一條導線：

透過machine模組裡的TouchPad類別建立一個觸控物件，此例稱為t，再執行read()方法讀取觸控接腳的輸入值。

實際的觸控感測值會隨周遭環境以及電路的裝設方式（如：觸控的面積）而變。若嘗試在不支援電容觸控輸入的接腳建立TouchPad物件，將引發如下的ValueError錯誤：

根據實驗取得的觸控輸入值，在未碰觸引腳時，觸控值始終大於500；碰觸引腳時感測到的觸控值則通常介於150~350。因此，《超圖解Python物聯網實作入門：使用ESP8266與MicroPython》第四章的LED觸控程式，可以改寫成：

from machine import TouchPad, Pin
import time

led = Pin(5, Pin.OUT)  # LOLIN32板內建的LED接腳
t = TouchPad(Pin(15))

while True:
    if t.read() < 500:
        time.sleep_ms(20)
        led.value(not led.value()) # 點亮或關閉LED
        while t.read() < 500:
            pass