ESP8266 GPIO中断学习

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前言

GPIO中断在进行脉宽测量、脉冲计数时能起到极为重要的作用，本文主要介绍GPIO中断的用法，使用一个开关打开或关闭一个LED灯。

GPIO寄存器介绍

一、GPIO输入寄存器

寄存器名称	功能说明	寄存器大小	寄存器属性	参数说明
GPIO_IN	输入状态寄存器	16Bit	读写	对应GPIO0-GPIO15
GPIO_PIN12	中断类型寄存器	16Bit	读写	0：禁用该GPIO的中断 1：上升沿触发中断 2：下降沿触发中断 3：双边沿触发中断 4：低电平触发中断 5：高电平触发中断
GPIO_STATUS	中断状态寄存器	16Bit	读写	对应GPIO0-GPIO15
GPIO_STATUS_W1TC	复位中断标志寄存器	16Bit	读写	对应GPIO0-GPIO15

二、GPIO输出寄存器

寄存器名称	功能说明	寄存器大小	寄存器属性	参数说明
GPIO_ENABLE_W1TS	使能输出寄存器	16Bit	读写	对应GPIO0-GPIO15
GPIO_ENABLE_W1TC	禁用输出寄存器	16Bit	读写	对应GPIO0-GPIO15
GPIO_ENABLE	输出使能状态寄存器	16Bit	读写	对应GPIO0-GPIO15
GPIO_OUT_W1TC	输出低电平寄存器	16Bit	只读	对应GPIO0-GPIO15
GPIO_OUT_W1TS	输出高电平寄存器	16Bit	读写	对应GPIO0-GPIO15
GPIO_OUT	输出状态寄存器	16Bit	读写	对应GPIO0-GPIO15

注：GPIO16不支持触发IO中断。

相关API介绍

一、引脚复用功能切换函数

功能介绍	配置某引脚的其他功能	-
函数原型	PIN_FUNC_SELECT(PIN_NAME, FUNC)	宏函数
参数介绍	PIN_NAME	该引脚的MUX寄存器
-	FUNC	引脚需要配置的功能
参数枚举	关于PIN_NAME的参数详见eagle_soc.h,关于FUNC的参数详见ESP8266 管脚清单.xlsx（在官网上可以找到当然页可以参考eagle_soc.h）。	-
示例	PIN_FUNC_SELECT(PERIPHS_IO_MUX_GPIO4_U,FUNC_GPIO4);	配置MTDI引脚作为GPIO使用

二、输入模式配置

功能介绍	配置某引脚为输入模式	-
函数原型	GPIO_DIS_OUTPUT(gpio_no)	宏函数
参数介绍	gpio_no	GPIO的引脚号（0-15）
示例	GPIO_DIS_OUTPUT(0);	配置GPIO0为输入模式

三、上拉模式配置

功能介绍	开启某引脚上拉模式	-
函数原型	PIN_PULLUP_EN(PIN_NAME)	宏函数
参数介绍	PIN_NAME	该引脚的MUX寄存器的名称
示例	PIN_PULLUP_EN(PERIPHS_IO_MUX_GPIO4_U);	开启GPIO4的上拉输入功能
-	-	-
功能介绍	关闭某引脚上拉模式	-
函数原型	PIN_PULLUP_DIS(PIN_NAME)	宏函数
参数介绍	PIN_NAME	该引脚的MUX寄存器的名称
示例	PIN_PULLUP_DIS(PERIPHS_IO_MUX_GPIO4_U);	关闭GPIO4的上拉输入功能

四、获取输入引脚状态

功能介绍	读取某引脚的高低电平状态	-
函数原型	GPIO_INPUT_GET(gpio_no)	宏函数
参数介绍	gpio_no	GPIO的引脚号（0-15）
示例	GPIO_INPUT_GET(0);	读取GPIO0的输入引脚状态

五、GPIO中断状态配置

功能介绍	开启GPIO中断	-
函数原型	ETS_GPIO_INTR_ENABLE()	宏函数
-	-	-
功能介绍	关闭GPIO中断	-
函数原型	ETS_GPIO_INTR_DISABLE()	宏函数

六、配置中断处理函数

功能介绍	配置中断处理函数	-
函数原型	ETS_GPIO_INTR_ATTACH(GPIO_INTERRUPT,NULL)	宏函数
参数介绍	GPIO_INTERRUPT	GPIO的中断处理函数
参数介绍	NULL	GPIO的中断服务函数的参数

示例

void GPIO_ISR_Handler( void )
{
    /** GPIO中断处理函数 */
}

void GPIO_ISR_Handler_Config( void )
{
    ETS_GPIO_INTR_ATTACH(&GPIO_ISR_Handler,NULL);
}

七、配置GPIO中断触发方式

功能介绍	配置GPIO中断触发方式	-
函数原型	void gpio_pin_intr_state_set(uint32 i, GPIO_INT_TYPE intr_state);	-
参数介绍	i（GPIO_ID_PIN(n)）	GPIO的引脚ID(n为GPIO引脚号，范围为0-15)
-	intr_state	GPIO中断触发方式
参数枚举	GPIO_PIN_INTR_DISABLE（0）	禁用该引脚的中断
-	GPIO_PIN_INTR_POSEDGE（1）	使能该引脚的上升沿中断
-	GPIO_PIN_INTR_NEGEDGE（2）	使能该引脚的下降沿中断
-	GPIO_PIN_INTR_ANYEDGE（3）	使能该引脚的双边沿中断
-	GPIO_PIN_INTR_LOLEVEL（4）	使能该引脚的低电平中断
-	GPIO_PIN_INTR_HILEVEL（5）	使能该引脚的高电平中断
示例	gpio_pin_intr_state_set(GPIO_ID_PIN(0),GPIO_PIN_INTR_ANYEDGE);	配置GPIO0的中断触发方式为双边沿触发方式

示例

#include "ets_sys.h"
#include "osapi.h"
#include "user_interface.h"
#include "eagle_soc.h"
#include "gpio.h"
#include "gpio16.h"

/** 开关输入相关 宏定义 */
#define SWITCH_Pin_NUM         5
#define SWITCH_Pin_FUNC        FUNC_GPIO5
#define SWITCH_Pin_MUX         PERIPHS_IO_MUX_GPIO5_U

#define SWITCH_Pin_Rd_Init()   GPIO_DIS_OUTPUT(SWITCH_Pin_NUM)
#define SWITCH_Pin_Wr_Init()   GPIO_OUTPUT_SET(SWITCH_Pin_NUM,0)
#define SWITCH_Pin_Set_High()  GPIO_OUTPUT_SET(SWITCH_Pin_NUM,1)
#define SWITCH_Pin_Set_Low()   GPIO_OUTPUT_SET(SWITCH_Pin_NUM,0)
#define SWITCH_Pin_State       ( GPIO_INPUT_GET(SWITCH_Pin_NUM) != 0 )

/**
*******************************************************************************
 * @brief       GPIO中断处理函数
 * @param       [in/out]  void
 * @return      void
 * @note        None
*******************************************************************************
*/
static void GPIO_ISR_Handler( void )
{
    /** 读取GPIO中断状态 */
    u32 pin_status = GPIO_REG_READ( GPIO_STATUS_ADDRESS );

    /** 关闭GPIO中断 */
    ETS_GPIO_INTR_DISABLE();

    /** 清除GPIO中断标志 */
    GPIO_REG_WRITE( GPIO_STATUS_W1TC_ADDRESS, pin_status );

    /** 检测是否已开关输入引脚中断 */
    if ( pin_status & BIT( SWITCH_Pin_NUM ) )
    {
        if( SWITCH_Pin_State )
        {
            gpio16_output_set(0);
        }
        else
        {
            gpio16_output_set(1);
        }
    }

    /** 开启GPIO中断 */
    ETS_GPIO_INTR_ENABLE();
}

/**
*******************************************************************************
 * @brief       输入初始化函数
 * @param       [in/out]  void
 * @return      void
 * @note        None
 *******************************************************************************
 */
static void drv_Input_Init( void )
{
    PIN_FUNC_SELECT( SWITCH_Pin_MUX, SWITCH_Pin_FUNC );

    SWITCH_Pin_Rd_Init();

    ETS_GPIO_INTR_DISABLE();

    ETS_GPIO_INTR_ATTACH( &GPIO_ISR_Handler, NULL );

    gpio_pin_intr_state_set( GPIO_ID_PIN( SWITCH_Pin_NUM ),
                             GPIO_PIN_INTR_ANYEDGE );

    /** 清除该引脚的GPIO中断标志 */
    GPIO_REG_WRITE( GPIO_STATUS_W1TC_ADDRESS, BIT(SWITCH_Pin_NUM) );

    ETS_GPIO_INTR_ENABLE();
}

/**
*******************************************************************************
 * @brief       用户初始化程序
 * @param       [in/out]  void
 * @return      void
 * @note        None
*******************************************************************************
*/
void user_init( void )
{
    drv_Input_Init();
    gpio16_output_conf();
}

参考资料

[1]. ESP8266技术参考
[2]. ESP8266Non-OS SDK API参考
[3]. ESP8266 管脚清单