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前言

ESP32是一款高度集成的芯片，具有強大的中斷處理能力。在ESP32中，我們可以配置所有的GPIO引腳作為硬件中斷源，通過附加它們到相應的中斷服務例程（ISR）來啟用中斷。此外，ESP32還支持軟件中斷，例如定時器溢出時的定時器中斷。

硬件中斷

硬件中斷概念

硬件中斷是響應外部硬件事件而發生的，例如，當檢測到觸摸時發生觸摸中斷，當GPIO引腳的狀態改變時發生GPIO中斷。我們可以使用attachInterrupt()函數在引腳上設置中斷。

硬件中斷的使用

在ESP32中，我們可以使用硬件中斷來響應按鍵事件。以下是一個簡單的示例，說明了如何使用硬件中斷來檢測按鍵按下的事件。

const int buttonPin = 12; // GPIO pin where the button is connected
volatile bool has_interrupted = false;void IRAM_ATTR myInterruptFunction() {has_interrupted = true;
}void setup() {Serial.begin(115200);pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP); // Configure the pin as an input with internal pull-up resistorattachInterrupt(digitalPinToInterrupt(buttonPin), myInterruptFunction, RISING); // Configure the interrupt
}void loop() {if(has_interrupted) {Serial.println("Button pressed!");has_interrupted = false;}
}

• attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(buttonPin), myInterruptFunction, RISING);

  • 函數原型：void attachInterrupt(uint8_t pin, voidFuncPtr callback, int mode);
  • 作用：將中斷服務例程（ISR）附加到指定的GPIO引腳上。
  • 參數：
    • pin：要附加中斷的GPIO引腳編號。
    • callback：中斷發生時調用的函數（ISR）。
    • mode：定義觸發中斷的條件，例如RISING、FALLING、CHANGE等，他們分別表示上升沿觸發，下降沿觸發和改變就觸發。
  • 返回值：無。

• digitalPinToInterrupt(buttonPin)

  • 函數原型：int digitalPinToInterrupt(int pin);
  • 作用：將數字引腳轉換為中斷號，用于attachInterrupt()函數。
  • 參數：
    • pin：要轉換的數字引腳編號。
  • 返回值：對應的中斷號。

• myInterruptFunction()

  • 函數原型：void IRAM_ATTR myInterruptFunction();
  • 作用：定義中斷服務例程（ISR），在中斷發生時執行的函數。
  • 參數：無。
  • 返回值：無。
    IRAM_ATTR是一個特殊的屬性，用于指示編譯器將特定的代碼段放置在ESP32的內部RAM（IRAM）中。這是因為ESP32基于哈佛架構，具有兩個總線：一個用于指令，一個用于數據。IRAM是可執行的，并且只能通過4字節對齊的字進行讀取或寫入。

當你在代碼中使用IRAM_ATTR標記時，你正在聲明編譯后的代碼將被放置在名為".dram.text"的段中。這意味著可執行文件不僅有".text"和".data"段，還有其他段。在ESP32啟動時，引導程序會在將控制權交給你的應用程序之前，將".dram.text"段復制到實際的RAM中。然后，RAM被映射到指令區域地址空間（> 0x4000 0000），這意味著可以將控制權傳遞給此代碼（如常規操作），因為代碼位于指令總線地址空間中。

使用IRAM_ATTR的一個主要原因是，當ESP32執行Flash操作（如寫入或擦除）時，需要在RAM中運行的中斷服務例程（ISR）。如果不使用IRAM_ATTR，代碼將被放置在Flash中，而Flash在ESP32上的速度比內部RAM慢。

軟件中斷

軟件中斷概念

軟件中斷是當觸發軟件事件時發生的，例如定時器溢出。我們可以使用ESP32的定時器中斷來執行特定的任務。

軟件中斷的使用

在此之前我們寫過定時器的文章，我們這里就不多贅述：ESP TIMER

總結

ESP32的中斷處理能力非常強大，無論是硬件中斷還是軟件中斷，都可以幫助我們更有效地管理和控制硬件設備，提高系統的實時性和響應速度。通過理解和掌握ESP32的中斷機制，我們可以更好地利用這款芯片的強大功能，為我們的項目帶來更多可能性。