ESP32 - Interrupção GPIO
Neste tutorial, vamos aprender a usar as interrupções GPIO no ESP32. As interrupções GPIO do ESP32 permitem tratar eventos externos de forma rápida e eficiente, sendo essenciais para aplicações em tempo real em IoT e sistemas embarcados. Ao entender e configurar bem essas interrupções, você pode criar projetos robustos e responsivos, que reagem imediatamente ao ambiente.
Hardware Necessário
Or you can buy the following kits:
| 1 | × | DIYables ESP32 Starter Kit (ESP32 included) | |
| 1 | × | DIYables ESP32 S3 Starter Kit (ESP32 S3 included) | |
| 1 | × | DIYables Sensor Kit (18 sensors/displays) |
O que é uma Interrupção GPIO?
Uma interrupção GPIO é um sinal que faz o processador parar a execução atual e saltar para um trecho de código específico, conhecido como rotina de serviço de interrupção (ISR). Isso permite que o ESP32 trate tarefas de alta prioridade imediatamente, sem precisar verificar continuamente (polling) os pinos GPIO.
Interrupções no ESP32
O ESP32 oferece suporte a vários tipos de interrupções GPIO:
- Rising Edge (borda de subida): Disparada quando o pino GPIO passa de LOW para HIGH.
- Falling Edge (borda de descida): Disparada quando o pino GPIO passa de HIGH para LOW.
- Both Edge (ambas as bordas): Disparada em qualquer mudança de estado, de LOW para HIGH ou de HIGH para LOW.
- Level Low (nível baixo): Disparada quando o pino GPIO permanece em LOW.
- Level High (nível alto): Disparada quando o pino GPIO permanece em HIGH.
Como configurar Interrupções GPIO no ESP32
Para configurar uma interrupção GPIO no ESP32, siga estes passos:
Inicialize o GPIO: Defina o modo do pino GPIO como entrada ou saída, conforme necessário. Por exemplo:
Anexe a Interrupção: Use a função attachInterrupt() para ligar o pino GPIO a uma ISR.
Essa função aceita três argumentos:
- GPIO_Pin: Especifica o pino GPIO que será usado como pino de interrupção, indicando qual pino o ESP32 deve monitorar.
- ISR_function: O nome da função que será chamada sempre que a interrupção ocorrer.
- mode: Define a condição que dispara a interrupção. Existem cinco constantes predefinidas que podem ser usadas:
- RISING: Dispara quando o pino passa de LOW para HIGH (na Rising Edge).
- FALLING: Dispara quando o pino passa de HIGH para LOW (na Falling Edge).
- CHANGE: Dispara em qualquer mudança no estado do pino (em Both Edge).
- HIGH: Dispara quando o pino está em HIGH (em Level High).
- LOW: Dispara quando o pino está em LOW (em Level Low).
Defina a função ISR: Escreva a rotina de serviço de interrupção que será executada quando a interrupção for disparada.
A rotina de serviço de interrupção (ISR) é uma função chamada toda vez que ocorre uma interrupção no pino GPIO. A sintaxe dela é como abaixo.
Vamos ver um exemplo prático de uso de interrupções com um pino GPIO do ESP32 conectado a um botão.
Diagrama de Ligação
This image is created using Fritzing. Click to enlarge image
Se você não sabe como alimentar o ESP32 e outros componentes, veja as instruções no tutorial a seguir: Como alimentar o ESP32.
Código de Interrupções do ESP32
Neste exemplo:
- O BUTTON_PIN é definido como GPIO21.
- A função pinMode() configura o pino GPIO como entrada com resistor de pull-up interno.
- A função attachInterrupt() anexa a ISR handleButtonPress ao BUTTON_PIN, configurada para disparar em uma borda de descida.
- A função handleButtonPress é a ISR que é executada quando o botão é pressionado.
O código acima mostra como é um código de interrupção, mas pode não funcionar na prática, porque usa a função Serial.println(), que leva mais tempo para ser processada do que o permitido em uma rotina de serviço de interrupção.
Para testar como as interrupções funcionam, veja o exemplo de código prático abaixo:
Passos Rápidos
- Se esta é a primeira vez que você usa o ESP32, veja como configurar o ambiente do ESP32 no Arduino IDE.
- Faça a ligação como na imagem acima.
- Conecte a placa ESP32 ao seu PC com um cabo micro USB
- Abra o Arduino IDE no seu PC.
- Selecione a placa ESP32 correta (por exemplo, ESP32 Dev Module) e a porta COM.
- Copie o código acima e abra no Arduino IDE
- Clique no botão Upload do Arduino IDE para fazer upload do código para o ESP32
- Pressione o botão várias vezes
- Confira o resultado no Serial Monitor
Você pode notar que um único aperto do botão resulta em vários eventos de pressionamento exibidos no Serial Monitor. Isso não é um problema da interrupção, e sim do próprio botão. Para aprender como resolver isso, consulte o tutorial ESP32 - Botão - Debounce.
Você pode ver outro exemplo que usa interrupções neste tutorial ESP32 - Encoder Rotativo.
Considerações Importantes
- Sem Parâmetros ou Valores de Retorno: Uma função ISR não pode ter parâmetros e não deve retornar nada.
- Tempo de Execução da ISR: Mantenha o código da ISR o mais curto e eficiente possível. ISRs longas podem fazer o sistema perder outras interrupções ou reduzir o desempenho geral.
- Concorrência: Tenha cuidado com recursos compartilhados acessados dentro das ISRs. Use operações atômicas ou desative as interrupções, se necessário, para evitar condições de corrida. Em especial, use a palavra-chave volatile para variáveis acessadas tanto dentro quanto fora da função ISR.
- IRAM_ATTR: Coloque o código da ISR na IRAM usando o atributo IRAM_ATTR para garantir que ela execute rapidamente, sem buscar na memória flash.