GPIO口外部中断的使用

中断的概念

单片机的中断系统是使CPU具有对外界或者内部随机发生的事件实时处理而设置的。

具体来说，比如对于单片机的CPU，当它正在处理事件A时，此时突然发生了另一件事件B，事件B需要CPU紧急处理（称为中断请求），这时CPU就会暂停处理事件A（称为中断响应），先去处理事件B，等事件B处理完之后，再回来继续做事件A（称为中断返回）。

以生活中的事情举个例子，比如你正在家里写作业（事件A），这时有人来敲门了，你需要去开门（事件B）（中断请求），这时候你需要停下手中的作业，先去开门（中断响应），等处理好开门等事情之后，继续回来写作业（中断返回）。

那如果同时发生两个中断事件B和事件C，此时CPU应该先去处理事件B还是事件C？或者单片机正在处理中断事件B时，突然发生了中断请求事件C，那这时候，CPU应该是先处理完事件B再去处理事件C还是先去处理事件C，等事件C处理完之后再回来处理事件B？

此时就涉及到中断的优先级问题。哪个事件的优先级高，就先去处理哪个事件。当两个中断事件的优先级一样时，哪个事件先发生就先去处理哪个事件。

单片机的中断有外部中断和内部中断两大类。

单片机的外部中断一般以GPIO口作为外部中断的输入；单片机的内部中断一般为定时器中断和串口中断等。

ESP32C3有31个中断，15个中断优先级别，每个中断的优级别可以独立的通过编程设置。

GPIO中断函数介绍

我们在教程二中介绍Pin类的方法时，其实提到过GPIO的中断函数，如下：

Pin.irq(handler=None, trigger=Pin.IRQ_FALLING | Pin.IRQ_RISING,        *, priority=1, wake=None, hard=False)

参数的含义如下：

handler：中断的回调函数，中断函数的参数为Pin的一个实例对象
trigger：配置触发中断的方式。
- Pin.IRQ_FALLING表示下降沿触发
- Pin.IRQ_RISING表示上升沿触发
- Pin.IRQ_LOW_LEVEL表示低电平触发
- Pin.IRQ_HIGH_LEVEL表示高电平触发
- 也可以通过“或”运算来表示多个事件都可以触发。
- 比如trigger=Pin.IRQ_FALLING | Pin.IRQ_RISING，表示下降沿和上升沿都可以触发中断。

以下几个参数，只有在某些芯片上才支持。

priority：表示中断的优先级别。数字越大，优先级别越高。
wake：中断可以唤醒系统的电源模式。可以是machine.IDLE，machine.SLEEP和machine.DEEPSLEEP。这些值也可以进行或运算。
hard：如果为true，则使用硬件中断。

ESP32C3外部中断实战

from machine import Pinimport time
led = Pin(12, Pin.OUT) button = Pin(9, Pin.IN, Pin.PULL_UP) 
def button_handler(b):    time.sleep_ms(20)    global led    led.value(not led.value())
button.irq(handler=button_handler, trigger=Pin.IRQ_FALLING)
while True:    # 这里什么也不做处理。实际应用中，这里可以处理一些事情    pass

上面的代码中，每次按下按键，会翻转led的亮灭状态。可以看到按键配置了一个中断函数，即button_handler，中断的触发方式为下降沿触发。中断函数中，先进行了20ms的延时，这个主要是避免按键的抖动导致多次触发中断。延时之后，对led的状态进行翻转。

示例代码中，while循环中，目前什么也不做处理。实际应用中可以让单片机进入休眠状态，来减少功耗，然后等到有外部中断请求时，单片机再进行处理，等处理完事情之后，再进入休眠状态。当然，实际应用中，单片机的while循环也可以处理一些其他事情，等有外部中断时，再去处理中断的事情。

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