esp32中的中断-优快云博客

本人是初学者，非常希望与各位交流。

最近刚好在看中断，但是我比较喜欢那种比较浅显的描述语言，有兴趣的一起来看看吧。

想象一下你在专心看书（这是 ESP32 在正常执行它的主程序 loop()）。

突然，有人按了门铃！叮咚！📢

这时候，你通常会怎么做？

停下看书：你会暂时把书放下（暂停正在做的事情）。
处理“中断”：你会起身，走到门口，看看是谁（执行一个特定的动作来响应这个“门铃事件”）。
回来继续：处理完门口的事情（比如签收了快递），你会回到座位，接着刚才看的地方继续看书（回到主程序 loop() 中断的地方继续执行）。

ESP32 的“中断”就是这个“门铃”机制！

看书 = 主程序：ESP32 的主程序（通常是 loop() 函数）就像你在看书，它在一行一行地执行代码。
门铃 = 中断源：门铃就是一个能产生“中断信号”的东西。在 ESP32 上，常见的中断源有：
- 外部引脚电平变化：比如一个按钮被按下（引脚从高电平变成低电平）或松开（低变高）。
- 定时器到期：就像一个闹钟响了，告诉 ESP32 “到时间了，该做某事啦！”。
- 串口收到数据：当有新的数据通过串口传进来时。
- 其他硬件事件：比如触摸感应、Wi-Fi事件等等。
停下看书 = 中断发生：当中断源（门铃）发出信号时，ESP32 会立即暂停它当前正在执行的主程序代码。
处理“中断” = 中断服务程序：ESP32 会立刻跳转去执行一个你预先写好的、专门用来处理这个特定中断的小函数，这个小函数叫 中断服务程序。
回来继续 = 中断返回：执行完这个小小的中断服务程序后，ESP32 会精确地回到它刚才主程序被打断的地方，像什么都没发生过一样继续运行主程序。

为什么需要中断？

高效响应：想象一下，如果没有中断，ESP32 想知道按钮有没有被按下，它必须不停地、一遍又一遍地去检查那个按钮引脚的状态（这叫“轮询”）。这就像你每看一行书，就跑到门口看一眼有没有人按门铃，效率非常低！中断让 ESP32 可以专心做自己的事（比如计算、控制设备），只有当“门铃”响了（重要事件发生），它才立刻去处理。
实时性：对于需要立即响应的事件（比如紧急停止按钮），中断能确保最快速度响应，比轮询快得多。
省电：ESP32 可以在主循环里进入低功耗睡眠模式。当中断发生时（比如一个传感器读数准备好了），中断可以唤醒它去处理，处理完再睡回去，大大节省电量。

ESP32 中断的关键概念（简单版）：

中断引脚：不是所有引脚都能产生中断。ESP32 的大部分 GPIO 引脚（0-39）都可以配置为中断源。你需要告诉 ESP32：“当这个引脚发生某种变化时，触发中断”。
触发方式：你定义什么“变化”会触发中断？
- RISING：引脚电平从低变高（比如按钮松开）。
- FALLING：引脚电平从高变低（比如按钮按下）。
- CHANGE：只要引脚电平发生变化（无论高变低还是低变高）就触发。
- LOW：只要引脚是低电平就触发（注意：这可能持续触发中断！慎用）。
中断服务程序：这是你写的一个非常简短的函数。当对应的中断发生时，这个函数就会被自动调用执行。
- 黄金法则：这个函数必须快进快出！就像你快速处理门口的事情一样。你不能在里面做复杂耗时的操作（比如长时间延时 delay()、打印大量数据、复杂的网络请求）。如果需要做复杂的事，通常在这个函数里设置一个标志位（比如 volatile bool buttonPressed = true;），然后让主程序 loop() 去检查这个标志位并完成复杂操作。
- 共享变量：如果中断服务程序和主程序要读写同一个变量（比如那个标志位），这个变量必须用 volatile 关键字声明（例如 volatile int counter;）。这告诉编译器：“这个变量随时可能被意外改变（被中断），别做优化，每次都要老老实实去内存里读它的最新值”。
防抖动：物理按钮在按下或松开时，金属触点会快速弹跳几次，导致引脚电平在短时间内多次快速变化（高-低-高-低），这会让 ESP32 误以为按了很多次。通常需要在硬件（加个小电容）或软件（在中断服务程序里加个小延时 delayMicroseconds(几千) 再检查状态）上做“防抖”处理。

一个超简单的例子（Arduino 框架）：

const int buttonPin = 0; // 假设按钮接在 GPIO0 (注意：GPIO0 在启动时有特殊含义，实际项目慎用)
const int ledPin = 2;   // 假设板载LED接在GPIO2

volatile bool buttonPressed = false; // 关键：共享变量用 volatile

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP); // 启用内部上拉电阻，按钮按下时接地变低电平

  // 设置中断！告诉ESP32：
  // 监视 buttonPin (GPIO0)
  // 当它发生 FALLING 边沿（从高变低，即按钮按下）时，
  // 就调用 handleButtonPress 这个函数
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(buttonPin), handleButtonPress, FALLING);
}

// 中断服务程序 (ISR) - 必须非常简短！
void IRAM_ATTR handleButtonPress() {
  buttonPressed = true; // 只做最简单的事：设置标志位
}

void loop() {
  // 主程序正常做事...
  digitalWrite(ledPin, HIGH); // 比如让LED亮着
  delay(1000);
  digitalWrite(ledPin, LOW);
  delay(1000);

  // 检查中断留下的“便条”（标志位）
  if (buttonPressed) {
    // 主程序来处理复杂响应（比如改变模式、发送通知等）
    Serial.println("Button was pressed!"); // 注意：在ISR里直接Serial.print不好，在主循环里做OK

    // 处理完后，记得清除标志位
    buttonPressed = false;
  }
}

总结一下 ESP32 中断：

它像个“门铃”：让 ESP32 在重要事件发生时能立即暂停手头工作去处理。
核心是“中断服务程序”：一个你写的、专门处理该事件的简短函数。
优点：响应快、效率高、省电（尤其配合睡眠）。
要点：
- 选对引脚和触发方式。
- 中断服务程序代码要短！
- 和主程序共享的变量必须加 volatile。
- 注意物理按钮的抖动问题。