ESP32 按键唤醒：从原理到实战配置

1、概述：为什么需要 RTC GPIO 按键唤醒？

ESP32 的 Deep-sleep（深度睡眠）模式 是低功耗场景的核心功能——此时芯片会关闭 CPU、内存等核心模块，仅保留 RTC（实时时钟）控制器和 RTC GPIO 引脚供电，功耗可低至微安级。

而 RTC GPIO 作为深度睡眠中唯一能检测外部信号的引脚，其核心作用有二：

1. 作为输入时：检测电平变化（如按键按下），触发 RTC 控制器唤醒芯片；
2. 作为输出时：深度睡眠中保持固定电平（非本文重点）。

按键唤醒的本质，就是通过 RTC GPIO 检测按键触发的电平变化，实现 “深度睡眠 → 唤醒执行任务 → 重新睡眠” 的低功耗循环。

2、 ESP32 支持的 RTC GPIO

并非所有 ESP32 引脚都支持 RTC 功能，仅以下引脚可用于按键唤醒（不同模组可能略有差异，以实际 datasheet 为准）：

提示：GPIO34~GPIO39 仅输入模式，无内部上拉/下拉，需外接硬件电阻；其他 RTC GPIO 可启用内部电阻，简化硬件设计。

3、实战配置：按键唤醒完整实现

3.1 硬件接线（以 GPIO4 为例）

ESP32 引脚	外部元件	说明
GPIO4	按键一端	按键触发引脚
按键另一端	GND	按下时拉低 GPIO4 电平
GPIO4	（可选）4.7kΩ 上拉电阻	无内部上拉时需外接（如 GPIO34）

若启用内部上拉（如 GPIO4），可省略外部上拉电阻，简化电路。

3.2 软件配置：核心代码实现

步骤 1：引脚初始化与睡眠配置

#include "driver/rtc_io.h"
#include "esp_sleep.h"
#include "esp_log.h"

// 配置参数（根据实际接线修改）
#define WAKE_PIN     GPIO_NUM_4  // 选择支持的 RTC GPIO
#define TRIG_LEVEL   0           // 0=低电平唤醒（按键接GND），1=高电平唤醒（按键接VDD）
static const char *TAG = "KEY_WAKE";

// 初始化 RTC GPIO 并进入深度睡眠
void key_wake_enter_sleep(void) {
    // 1. 重置引脚：清除历史配置（顺序不可乱）
    rtc_gpio_deinit(WAKE_PIN);    // 先释放 RTC 模式配置
    gpio_reset_pin(WAKE_PIN);     // 再重置普通 GPIO 配置

    // 2. 初始化 RTC GPIO 为输入模式
    rtc_gpio_init(WAKE_PIN);
    rtc_gpio_set_direction(WAKE_PIN, RTC_GPIO_MODE_INPUT_ONLY);

    // 3. 配置上拉/下拉（根据硬件选择）
    if (WAKE_PIN >= GPIO_NUM_34 && WAKE_PIN <= GPIO_NUM_39) {
        // GPIO34~39 无内部电阻，直接禁用
        rtc_gpio_pullup_dis(WAKE_PIN);
        rtc_gpio_pulldown_dis(WAKE_PIN);
    } else {
        // 其他 RTC GPIO：启用内部上拉（配合按键接GND）
        rtc_gpio_pullup_en(WAKE_PIN);    // 启用内部上拉
        rtc_gpio_pulldown_dis(WAKE_PIN); // 禁用下拉，避免冲突
    }

    // 4. 配置 EXT0 唤醒源（单个 RTC GPIO 触发）
    esp_err_t err = esp_sleep_enable_ext0_wakeup(WAKE_PIN, TRIG_LEVEL);
    if (err != ESP_OK) {
        ESP_LOGE(TAG, "唤醒源配置失败！错误码: 0x%x", err);
        return;
    }

    // 5. 进入深度睡眠
    ESP_LOGI(TAG, "已进入深度睡眠，按按键唤醒...");
    esp_deep_sleep_start();  // 执行后芯片暂停，等待唤醒
}

步骤 2：唤醒后检测与任务执行

void app_main(void) {
    // 1. 检测唤醒原因（唤醒后芯片重启，需重新判断）
    esp_sleep_wakeup_cause_t wake_cause = esp_sleep_get_wakeup_cause();

    // 2. 区分唤醒源，执行对应任务
    switch (wake_cause) {
        case ESP_SLEEP_WAKEUP_EXT0:
            // 按键唤醒：执行任务（如读取传感器、上报数据）
            ESP_LOGI(TAG, "按键唤醒成功！开始执行任务...");
            // TODO：添加你的业务逻辑（如调用传感器读取函数、发送HTTP请求）
            break;
        
        case ESP_SLEEP_WAKEUP_UNDEFINED:
            // 首次上电/复位：仅打印日志
            ESP_LOGI(TAG, "首次上电/复位，无唤醒原因");
            break;
        
        default:
            // 其他唤醒源（如定时器）：按需处理
            ESP_LOGI(TAG, "其他唤醒源，原因码: %d", wake_cause);
            break;
    }

    // 3. 任务执行完成后，重新进入深度睡眠
    key_wake_enter_sleep();
}