一文詳解ESP32中斷

中斷用于處理在程序正常執(zhí)行期間不發(fā)生但在特定觸發(fā)發(fā)生時發(fā)生的事件。例如，如果我們編寫一個使 LED 閃爍的程序，微控制器將一個一個地執(zhí)行每個命令。但是如果我們想監(jiān)控一個開關(guān)來開始或停止閃爍，只有在所有其他任務(wù)完成之后才能完成檢查，即它不會是實時的。這就是中斷發(fā)揮作用的地方。有了中斷，我們就不需要不斷地檢查數(shù)字輸入引腳的狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生中斷時，控制器停止執(zhí)行主程序，并調(diào)用稱為 ISR 或中斷服務(wù)程序的函數(shù)。然后控制器執(zhí)行 ISR 內(nèi)部的任務(wù)，然后在 ISR 執(zhí)行完成后返回主程序。

ESP32 的每個內(nèi)核共有 32 個中斷。每個中斷都有一定的優(yōu)先級，大多數(shù)（但不是全部）中斷都連接到中斷多路復(fù)用器。因為中斷源比中斷多，所以有些中斷是與多個中斷源共享的。

ESP32中的中斷類型

ESP32 中中斷的主要分類是基于中斷源。它們是硬件中斷和軟件中斷。

外部或硬件中斷

硬件中斷響應(yīng)外部硬件事件而發(fā)生。例如，當(dāng)檢測到觸摸時會發(fā)生觸摸中斷，而當(dāng) GPIO 引腳的狀態(tài)發(fā)生變化時會發(fā)生 GPIO 中斷。GPIO 中斷和觸摸中斷屬于這一類。

軟件中斷

當(dāng)觸發(fā)軟件事件（例如定時器溢出）時，會發(fā)生這種類型的中斷。定時器中斷是軟件中斷的一個例子。我們將在即將發(fā)布的 ESP32 定時器專用教程中討論有關(guān)定時器的更多信息。

ESP32 GPIO 中斷

使用 ESP32，我們可以將所有 GPIO 引腳配置為硬件中斷源。我們可以通過將這些 GPIO 引腳連接到相應(yīng)的 ISR 來啟用中斷。要附加中斷，我們將使用attchInterrupt（） 宏。attachInterrupt（） 宏的用法如下-

附加中斷（GPIOpin，ISR，事件）；

attachInterrupt（） 函數(shù)接受三個參數(shù)：

GPIOpin：此參數(shù)指示要附加中斷的 GPIO 引腳號。

ISR：第二個參數(shù)是每次觸發(fā)中斷時會調(diào)用的函數(shù)名。

事件：第三個參數(shù)表示應(yīng)該在哪個事件觸發(fā)中斷。五個可能的事件如下。

LOW：當(dāng)引腳為低電平時觸發(fā)中斷

HIGH：當(dāng)引腳為高電平時觸發(fā)中斷

CHANGE：每當(dāng)引腳改變值時觸發(fā)中斷，從 HIGH 到 LOW 或 LOW 到 HIGH

FALLING：當(dāng)引腳從 HIGH 變?yōu)?LOW 時觸發(fā)中斷

RISING：當(dāng)引腳從 LOW 變?yōu)?HIGH 時觸發(fā)中斷

因此，例如，要在 GPIO4 的狀態(tài)發(fā)生變化時觸發(fā)中斷，我們可以使用attachInterrupt函數(shù)，如下所示：

附加中斷（4，ISR，改變）；

如何禁用中斷？

在某些情況下，我們將不得不暫時禁用中斷。對于這種情況，我們可以使用detachInterrupt函數(shù)。一旦為特定引腳調(diào)用此函數(shù)，附加到該引腳的中斷將被禁用，直到再次調(diào)用 attachInterrupt 函數(shù)或系統(tǒng)重新啟動。使用它的語法如下 -

分離中斷（GPIOPin）；

中斷服務(wù)程序或 ISR

這將是觸發(fā)特定中斷時調(diào)用的函數(shù)。語法如下：

void IRAM_ATTR ISR（） {

語句；

}

其中ISR是函數(shù)名，語句是調(diào)用這個函數(shù)時應(yīng)該完成的任務(wù)。由于 ISR 正在阻塞主程序，因此建議使用它來執(zhí)行盡可能小的任務(wù)。參數(shù)IRAM_ATTR將確保 ISR 功能放置在 IRAM 區(qū)域而不是閃存區(qū)域。這將確保 ISR 函數(shù)加載速度更快。

硬件示例——打開或關(guān)閉 LED

在此示例中，我們將使用按鈕開關(guān)打開和關(guān)閉 LED。但我們將使用 GPIO 中斷，而不是使用輪詢。為此，請在面包板上進(jìn)行連接，如下圖所示。

這是根據(jù)電路圖連接在面包板上的實際電路。

#define pushButton_pin 33

#define LED_pin 32

void IRAM_ATTR toggleLED（）

{

digitalWrite（LED_pin， ！digitalRead（LED_pin））;

}

void setup（）

{

pinMode（LED_pin， OUTPUT）;

pinMode（pushButton_pin，INPUT_PULLUP）；

attachInterrupt（pushButton_pin，toggleLED，RISING）；

}

無效循環(huán)（）

{

}

只要按下按鈕，GPIO33 的電壓就會下降到 0V。當(dāng)松開按鈕時，電壓會上升到 VCC。當(dāng)電壓上升時，將觸發(fā)中斷并調(diào)用相應(yīng)的 ISR toggleLED。因為 ISR 只會在上升沿觸發(fā)，所以去抖會被消除。

ESP32 觸摸中斷

就像 GPIO 中斷一樣，ESP32 在其 10 個觸摸輸入上支持觸摸中斷。使用觸摸中斷也類似。要附加觸摸中斷，我們將使用touchAttachInterrupt函數(shù)。它的語法如下：

touchAttachInterrupt（GPIOPin，ISR，閾值）

這里的GPIOPin是支持觸摸輸入的引腳，ISR 是 ISR 功能，Threshold 是應(yīng)該觸發(fā)中斷的觸摸值。其他一切都與 GPIO 中斷示例相同。