中断，是嵌入式中的一个重要概念，是一种由硬件设备或软件程序主动触发的、异步的事件通知机制。

简单做一个类比：

1. 你坐在办公室里按部就班写工作报告（对应：CPU 按顺序执行普通任务 / 程序，比如 ESP32 中app_main里的循环、普通任务）。
2. 突然，你的办公电话响了（对应：硬件 / 软件触发了中断，比如 ESP32 中 GPIO11 电平下降、串口收到数据）。
3. 你立刻放下手中的报告，暂停当前的写作进度（对应：CPU 暂停当前正在执行的任务，保存当前执行状态）。
4. 你拿起电话接打，处理这个紧急事情（对应：CPU 跳转到预先定义的「中断服务程序（ISR）」，执行中断处理逻辑）。
5. 电话挂断后，你回到办公桌前，从刚才暂停的地方继续写报告（对应：ISR 执行完成，CPU 恢复之前暂停的任务状态，继续执行原程序）。

这个场景中，“电话响” 就是中断请求，“接电话” 就是中断处理，整个过程的核心就是「暂停当前任务→处理紧急事件→恢复原任务」。

那么，在ESP32-S3中，要如何完成这一过程呢？

一、新建工程

新建一个名为“Interrupt”的工程，这里不再赘述。

二、添加头文件

分别完善CMake.txt与main.c文件：

idf_component_register(SRCS "main.c"
                    PRIV_REQUIRES driver freertos
                    INCLUDE_DIRS ".")

#include <stdio.h>
#include "driver/gpio.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
 
void app_main(void)
{
 
}

编译确认无误。

三、初始化中断引脚

在ESP32-S3中，中断是由ISR统一调配。由于大部分中断需要通过引脚的电平改变来触发，所以我们需要先初始化一个中断引脚：

#include <stdio.h>
#include "driver/gpio.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"

void gpio_init(void)
{
    gpio_config_t io_config = {
        .pin_bit_mask = (1ULL << GPIO_NUM_11),  
        .mode = GPIO_MODE_INPUT,                
        .pull_up_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,       
        .pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,  
        .intr_type = GPIO_INTR_NEGEDGE,         
    };
    gpio_config(&io_config);  

    gpio_install_isr_service(0); 
}

void app_main(void)
{
    gpio_init();
}

io_config中，我们设置了一个GPIO11为输入模式，同时使能了它的上拉电阻，禁用了它的下拉电阻，这部分与前面相同。

不同在最后一行，.inter_type此时不是DISABLE，而是GPIO_INTR_NEGEDGE（下降沿触发）。这一栏的可选参数有：

• GPIO_INTR_DISABLE（禁用中断）

• GPIO_INTR_POSEDGE（上升沿触发） 

• GPIO_INTR_NEGEDGE（下降沿触发）

• GPIO_INTR_ANYEDGE（任意边沿触发）

• GPIO_INTR_LOW_LEVEL（低电平触发）

• GPIO_INTR_HIGH_LEVEL（高电平触发）

什么是上升沿和下降沿？

简单来说，电平的变化是有一个过程的，由低到高的过程被称为上升沿，由高到低的过程被成为下降沿。

这里，我们的按键是连接GPIO11和GND的，所以当按键按下时，将产生一个下降沿，按键松开时，将产生一个上升沿。

这里，我们选择下降沿触发。

gpio_install_isr_service函数是ESP32的全局中断初始化函数，只需要知道在整个程序中，要使用中断就必须执行一次这个代码即可。这里我们参数填0，代表使用默认配置。

四、编写业务代码

#include <stdio.h>
#include "driver/gpio.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"

volatile bool gpio_interrupt_flag = false;

void IRAM_ATTR gpio_isr_handler(void* arg)
{
    gpio_interrupt_flag = true;
}

void gpio_init(void)
{
    gpio_config_t io_config = {
        .pin_bit_mask = (1ULL << GPIO_NUM_11),  
        .mode = GPIO_MODE_INPUT,                
        .pull_up_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,       
        .pull_down_en = GPIO_PULLDOWN_DISABLE,  
        .intr_type = GPIO_INTR_NEGEDGE,         
    };
    gpio_config(&io_config);  

    gpio_install_isr_service(0); 
    gpio_isr_handler_add(GPIO_NUM_11, gpio_isr_handler, NULL);  
}

void app_main(void)
{

    gpio_init();

    while(1)
    {
        if(gpio_interrupt_flag == true)
        {
            printf("基础中断触发！（GPIO%d）\n", GPIO_NUM_11);
            
            gpio_interrupt_flag = false;
            
            vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(200));
        }
        
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));
    }
}

gpio_isr_handler_add函数，作用是将初始化好的GPIO中断引脚绑定一个中断处理函数，当满足中断条件时，CPU中断当前任务，进入中断处理函数进行处理。它需要三个参数：

1. 已经被正确初始化的中断引脚，这里我们填GPIO11。

2. 编写好的中断服务函数，函数格式必须符合void (*gpio_isr_t)(void*)（即无返回值、参数为void*），且建议用IRAM_ATTR修饰。

3. 传递给 ISR 函数的自定义参数（可选），一般用来区分多个GPIO引脚触发同一个中断服务函数的，若无需传递参数，填NULL即可。

需要注意的是，该函数注册的是「专属 ISR」—— 一个 ISR 函数可以绑定多个 GPIO 引脚（共享），但一个 GPIO 引脚只能绑定一个 ISR 函数（专属）。

接下来，我们看终端服务函数。使用IRAM_ATTR进行修饰，强制编译到内部快速 RAM，保证中断微秒级快速响应，避免 Flash 读取延迟导致中断丢失。

在这里，我们定义了一个全局变量叫做gpio_interrupt_flag，用于标记中断是否被触发。使用volatile进行修饰，告诉编译器该变量可能在ISR 中被修改，禁止编译器优化该变量的读取（避免普通代码读取到缓存的旧值）。

在主函数中，我们通过轮询标志位，当检测到标志位发生改变，即输出一条信息。

下面是当前代码的程序执行流程图：

五、编译烧录，查看现象

编译烧录成功后，点击底部栏打开监视器，初次打开会输出一大堆绿色的东西，这是ESP32的初始化信息，此时我们按下按钮，可以看到正常输出了一句话：

六、一些小疑问

是的，正如我们最开始举的例子，我们希望在电话打进来之前，可以做一些自己的工作。但是目前的主函数，每循环一次就要读取一次标志位的值，这样会极大的浪费性能。能不能直接把输出信息的代码放进中断处理函数？这样做会导致什么样的后果？

且听下回分解。