【YFIOs】用C#开发硬件之GPIO操作

YF3300-ESP32S3 是 YF3300 系列中面向高性能边缘计算与无线物联网场景的衍生型号。设备搭载 ESP32-S3-N16R8 双核处理器，原生支持 Wi-Fi 与蓝牙通信。主板采用工业级宽压与全隔离设计，并内置高精度温湿度传感器，非常适合需要本地复杂逻辑运算、无有线网络环境以及机箱环境监测的 IoT 应用场景。

• 深度适配 nanoFramework，完美支持使用 C# / VB.NET /进行二次开发，享受 .NET 生态的便利
• 支持 ESP-IDF 与 MicroPython 等主流开发环境
• 支持远程参数设置、固件 OTA 升级及在线调试
• 多样化的设备对外接口及协议栈支持，可轻松对接各类 Modbus RTU 仪表、PLC 及智能传感器

核心参数

引脚总览表

GPIO操作

GPIO（通用输入输出）是嵌入式开发中最基础也是最重要的外设之一。YF3300-ESP32S3 开发板提供了丰富的 GPIO 资源，本章节将介绍如何使用 nanoFramework 进行 GPIO 编程，包括 LED 控制和按钮输入。

所需 NuGet 包

在 nanoFramework 项目中使用 GPIO 需要引用以下包：

核心概念

GpioController

GpioController是 nanoFramework 中 GPIO 操作的核心类，负责管理所有 GPIO 引脚的初始化、读写和释放。推荐使用using语句确保资源正确释放：

using(vargpio=newGpioController()){// 使用 GPIO 控制器进行引脚操作}

PinMode（引脚模式）

nanoFramework 的System.Device.Gpio模块支持8 种 GPIO 模式，分为输入模式和输出模式两大类：

输入模式（3种）

输出模式（5种）

关于模拟输入（ADC）：nanoFramework 并未省略 ADC 功能，而是将其独立为System.Device.Adc模块。System.Device.Gpio专门处理数字信号（开关量），而模拟信号读取需要使用System.Device.Adc模块。

PinValue（引脚值）

PinEventTypes（中断事件类型）

用于检测引脚电平变化的中断事件：

注意：.NET nanoFramework 官方定义的 PinEventTypes 枚举中没有提供“双边沿触发
（Both）”选项。但双边沿触发可通过Rising | PinEventTypes.Falling位运算实现。

综合示例：LED 与按钮控制

硬件连接说明

LED

YF3300-ESP32S3 开发板板载2 个 LED，均采用低电平点亮方式：

按钮

YF3300-ESP32S3 开发板板载1 个 BOOT 按钮，采用上拉输入方式：

注意：未按下时引脚为高电平，按下时为低电平。

代码示例

Led.cs

usingSystem;usingSystem.Device.Gpio;usingSystem.Threading;namespaceGPIOTest.Drivers{publicclassLed:IDisposable{privatereadonlyGpioPin_pin;// GPIO引脚privatereadonlybool_activeLow;// 是否低电平点亮（true:低电平点亮，false:高电平点亮）privateTimer_blinkTimer;// 闪烁定时器privatebool_disposed;// 是否已释放资源privateint_onDurationMs=500;// 亮灯时间（毫秒）privateint_offDurationMs=500;// 熄灯时间（毫秒）publicintPinNumber=>_pin.PinNumber;// 获取LED引脚编号publicintOnDurationMs{get=>_onDurationMs;set=>_onDurationMs=value;}// 亮灯时间publicintOffDurationMs{get=>_offDurationMs;set=>_offDurationMs=value;}// 熄灯时间// 构造函数，初始化LED实例publicLed(GpioControllercontroller,intpinNumber,boolactiveLow=true){_activeLow=activeLow;_pin=controller.OpenPin(pinNumber,PinMode.Output);Off();}// 打开LED灯publicvoidOn(){_pin.Write(_activeLow?PinValue.Low:PinValue.High);}// 关闭LED灯publicvoidOff(){_pin.Write(_activeLow?PinValue.High:PinValue.Low);}// 切换LED灯状态publicvoidToggleLED(){_pin.Write(_pin.Read()==PinValue.High?PinValue.Low:PinValue.High);}// 闪烁LED灯（使用默认时间）publicvoidBlinkLED(){BlinkLED(_onDurationMs,_offDurationMs);}// 闪烁LED灯（指定亮/灭时间）publicvoidBlinkLED(intonMs,intoffMs){StopBlink();boolisOn=false;_blinkTimer=newTimer(_=>{if(isOn){Off();if(_blinkTimer!=null)_blinkTimer.Change(offMs,Timeout.Infinite);}else{On();if(_blinkTimer!=null)_blinkTimer.Change(onMs,Timeout.Infinite);}isOn=!isOn;},null,0,Timeout.Infinite);// 立即开始闪烁}// 停止闪烁LED灯publicvoidStopBlink(){if(_blinkTimer!=null){_blinkTimer.Dispose();_blinkTimer=null;}}// 释放资源publicvoidDispose(){if(!_disposed){StopBlink();if(_pin!=null){_pin.Dispose();}_disposed=true;}}}}

Button.cs

usingSystem;usingSystem.Device.Gpio;usingSystem.Threading;namespaceGPIOTest.Drivers{// 按钮回调委托publicdelegatevoidButtonCallback(intpinNumber,boolisPressed);publicclassButton:IDisposable{privatereadonlyGpioPin_pin;// GPIO引脚privatereadonlybool_activeLow;// 是否低电平有效（true:按下低电平，false:释放高电平）privatebool_disposed;// 是否已释放资源privateTimer_initTimer;// 初始化延迟定时器privateButtonCallback_callback;// 按钮状态变化回调publicintPinNumber=>_pin.PinNumber;// 获取按钮引脚编号publicboolIsPressed=>_activeLow?_pin.Read()==PinValue.Low:_pin.Read()==PinValue.High;// 获取按钮当前状态// 构造函数，初始化按钮实例publicButton(GpioControllercontroller,intpinNumber,ButtonCallbackcallback,boolactiveLow=true,PinModepinMode=PinMode.InputPullUp){_activeLow=activeLow;_callback=callback;_pin=controller.OpenPin(pinNumber,pinMode);// 延迟订阅事件，等待引脚状态稳定_initTimer=newTimer(InitCallback,null,100,Timeout.Infinite);}// 延迟初始化回调privatevoidInitCallback(objectstate){if(_disposed)return;_pin.ValueChanged+=OnPinValueChanged;_initTimer.Dispose();_initTimer=null;}// GPIO引脚值变化事件处理privatevoidOnPinValueChanged(objectsender,PinValueChangedEventArgse){if(_disposed)return;// 低电平有效：Falling=按下，Rising=释放；高电平有效：相反boolisPressed=_activeLow?(e.ChangeType==PinEventTypes.Falling):(e.ChangeType==PinEventTypes.Rising);_callback?.Invoke(PinNumber,isPressed);}// 释放资源publicvoidDispose(){if(_disposed)return;_disposed=true;if(_initTimer!=null){_initTimer.Dispose();}_pin.ValueChanged-=OnPinValueChanged;_pin.Dispose();}}}

Program.cs

usingSystem;usingSystem.Device.Gpio;usingSystem.Diagnostics;usingSystem.Threading;usingGPIOTest.Drivers;namespaceGPIOTest{publicclassProgram{// 硬件引脚定义（参考YF3300_ESP32S3硬件配置）privateconstintYellowLEDPin=40;// 黄色LED - 网络状态指示privateconstintGreenLEDPin=39;// 绿色LED - 配网状态指示privateconstintButtonPin=0;// 按钮引脚publicstaticvoidMain(){Debug.WriteLine("=== LED双闪测试开始 ===");using(vargpio=newGpioController()){// 初始化黄色LED（快闪：亮500ms，熄灭1500ms）varyellowLed=newLed(gpio,YellowLEDPin,activeLow:true);Debug.WriteLine($"黄色LED (GPIO{YellowLEDPin}) - 快闪模式");yellowLed.BlinkLED(onMs:500,offMs:1500);// 初始化绿色LED（慢闪：亮200ms，灭200ms）vargreenLed=newLed(gpio,GreenLEDPin,activeLow:true);Debug.WriteLine($"绿色LED (GPIO{GreenLEDPin}) - 慢闪模式");greenLed.BlinkLED(onMs:200,offMs:200);// 初始化按钮，控制LED开关varbutton=newButton(gpio,ButtonPin,OnButtonChanged);Debug.WriteLine($"按钮 (GPIO{ButtonPin}) - 就绪");Thread.Sleep(Timeout.Infinite);}}// 按钮状态变化回调privatestaticvoidOnButtonChanged(intpinNumber,boolisPressed){if(isPressed){Debug.WriteLine($"按钮按下 - 引脚{pinNumber}");}else{Debug.WriteLine($"按钮释放 - 引脚{pinNumber}");}}}}

YFESP32开发板详细开发文档 https://docs.yfios.net/docs/sdk/yfesp32s3-sdk