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玩转 ESP32 + Arduino (十七) deepslee

玩转 ESP32 + Arduino (十七) deepslee

作者: 熊爸天下_56c7 | 来源:发表于2020-09-12 07:27 被阅读0次

    一. 关于UPL协处理器的概念

    ESP32 有强大的超低功耗协处理器 (ULP co-processor)

    ULP 协处理器是一个功耗极低的协处理器设备,无论主 CPU 是处于正常运行模式还是 Deep-sleep 模式,ULP 协处理器都可以独立运行。超低功耗协处理器的补充使得 ESP32 能够胜任一些对低功耗要求较高的应用场合。

    ULP 协处理器的主要特性有:

    采用 8 MHz 频率和 8 KB 内存
    内建 ADC 和 I2C 接口
    支持正常模式和 Deep-sleep 模式
    可唤醒主 CPU 或向主 CPU 发送中断
    能够访问主 CPU 的外围设备、内部传感器及 RTC 寄存器

    鉴于以上的特性,ULP 协处理器能够在消耗较低电流的情况下,完成 ADC 采样,进行 I2C Sensor 的读写,驱动 RTC GPIO 口动作,可以在某些超低功耗场景中完全替代主 CPU。

    重要的: ULP是ESP32做出优秀低功耗产品的关键

    但是致命的: ULP只能用汇编😂😂😂😂

    参考文档: https://blog.csdn.net/espressif/article/details/79131076

    二. 理解了ULP之后, 让我们看一下ESP32的工作模式

    可以看到ESP32在深睡眠模式下可以启动或停止ULP协处理器

    三. ESP32 deepsleep模式唤醒方式及关键API

    唤醒方式:

    • 定时器唤醒
    • 两种引脚唤醒方式
    • 触摸按键唤醒
    • ULP唤醒

    1. 开始进入深睡眠: esp_deep_sleep_start();

    esp_deep_sleep_start();
    

    2. 获取esp32被唤醒的原因 esp_deep_sleep_get_wakeup_cause();

    这是一个ESP-IDF的原生方法, 如果我们想用, 需要引入头文件

    #include <esp_sleep.h>
    

    注意:#include <esp_deep_sleep.h>即将被弃用, 所以不要再用这个头文件了

    Serial.println(esp_deep_sleep_get_wakeup_cause());
    

    返回: 被唤醒原因码:

    原因码 对应原因 说明
    0 ESP_SLEEP_WAKEUP_UNDEFINED 没有定义被唤醒的原因(第一次启动时会报)
    2 ESP_SLEEP_WAKEUP_EXT0 被RTC_GPIO唤醒
    3 ESP_SLEEP_WAKEUP_EXT1 被RTC_CNTL引脚集合的变化唤醒
    4 ESP_SLEEP_WAKEUP_TIMER 被ESP的定时器唤醒
    5 ESP_SLEEP_WAKEUP_TOUCHPAD 被触摸唤醒
    6 ESP_SLEEP_WAKEUP_ULP 被ULP唤醒
    7 ESP_SLEEP_WAKEUP_GPIO 被GPIO唤醒(仅限轻睡眠模式light sleep)
    8 ESP_SLEEP_WAKEUP_UART 被串口唤醒(仅限轻睡眠模式light sleep)

    3. 设置具体的唤醒源请看下面的相关章节

    四. RTC memory

    ESP32有8KB的RTC存储器
    在RTC memory里的变量不会因为deepsleep被清除, 创建方法:

    RTC_DATA_ATTR int bootCount = 0;
    

    注意, RTC memory会被硬件reset清除

    五. 进入休眠后定时器唤醒

    esp_sleep_enable_timer_wakeup(20000000);
    

    参数:

    • 定时时间,单位μ秒, 类型uint64_t, 所以定时时间要在584942年以内😂😂😂

    例子:

    #include <Arduino.h>
    #include <esp_sleep.h>
    
    RTC_DATA_ATTR int bootCount = 0;
    
    void setup()
    {
      Serial.begin(115200);
      Serial.printf("ESP32 is restart now! It's the %d time\r\n", ++bootCount);
      delay(5000);
      esp_sleep_enable_timer_wakeup(20000000);
      Serial.println(esp_sleep_get_wakeup_cause());
    }
    
    void loop()
    {
      Serial.println("ESP32 will sleep now!");
      delay(100);
      esp_deep_sleep_start();
    }
    

    六. 进入休眠后被RTC_GPIO唤醒 (引脚唤醒方式一)

    首先,并不是每个GPIO都是RTC_GPIO, 详见下表

    注意: 我们填写的GPIO引脚号是真正的引脚号 不是其RTC_GPIO编号

      esp_sleep_enable_ext0_wakeup(GPIO_NUM_35, 0);
    
    #include <Arduino.h>
    #include <esp_sleep.h>
    
    RTC_DATA_ATTR int bootCount = 0;
    
    void setup()
    {
      Serial.begin(115200);
      Serial.printf("ESP32 is restart now! It's the %d time\r\n", ++bootCount);
      esp_sleep_enable_ext0_wakeup(GPIO_NUM_35, 0);
      Serial.printf("the wakeup reason is :%d\r\n", esp_sleep_get_wakeup_cause());
    }
    
    void loop()
    {
      delay(3000);
      Serial.println("ESP32 will sleep now!");
      delay(100);
      esp_deep_sleep_start();
    }
    

    七. 进入休眠后被RTC_CNTL唤醒 (引脚唤醒方式二)

    思考一个问题, 如果我们有8个GPIO引脚想唤醒ESP32, 难道要用上一节的方法操作8遍吗?

    当然不是, 我们可以直接操作引脚集合, (我们用一个mask片选想操作的引脚,然后这些引脚都具有了唤醒ESP32的能力)

    我们可以设置这些引脚是 每个都能触发(每个葫芦娃都能自己去救爷爷), 还是一起共同发力才能触发(集齐七龙珠??)

    esp_sleep_enable_ext1_wakeup(uint64_t mask, esp_sleep_ext1_wakeup_mode_t mode);
    

    参数:

    • mask :

    如: 我们想让 32 33 35 39触发, 这样计算mask

    注意: 我们不要使用 37 38

    • mode: 触发方式 可选:
      • ESP_EXT1_WAKEUP_ALL_LOW : 全都置低时触发唤醒
      • ESP_EXT1_WAKEUP_ANY_HIGH : 任意置高时触发唤醒

    八. 进入休眠后被触摸按键唤醒

    值得注意的是,

    • 触摸按键唤醒所需deepsleep电流要大于 按键和定时器
    • 必须写触摸回调函数, 否则无用
    #include <Arduino.h>
    #include <esp_sleep.h>
    
    RTC_DATA_ATTR int bootCount = 0;
    RTC_DATA_ATTR int BTN_Pin_BITMASK = 0;
    
    
    void callbackPin2()
    {
      Serial.println("T2 weak ESP32 up");
    }
    
    void setup()
    {
      Serial.begin(115200);
      Serial.printf("ESP32 is restart now! It's the %d time\r\n", ++bootCount);
      esp_sleep_enable_touchpad_wakeup();
      Serial.printf("the wakeup reason is :%d\r\n", esp_sleep_get_wakeup_cause());
      touchAttachInterrupt(2,callbackPin2,40);
    }
    
    void loop()
    {
      delay(3000);
      Serial.println("ESP32 will sleep now!");
      delay(100);
      esp_deep_sleep_start();
    }
    

    九. 被ULP唤醒

    这个要做一个专门的ULP专题

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