通用步骤

本文档总结了 ESP-IDF 中 GPIO 外设的通用实现流程，涵盖关键的外设配置、初始化及常用操作，为不同示例提供统一的实现参考。

掌握该文档内容有助于快速理解 GPIO 外设的核心使用流程，便于在不同应用中复用公共代码。

GPIO 配置

配置结构体

gpio_config_t 是 ESP-IDF 提供的 GPIO 配置结构体，用于在初始化 GPIO 时统一设置各项属性。通过结构体初始化可一次性设置多个 GPIO 属性，避免重复代码和配置错误。合理使用该结构体可以提高 GPIO 使用的灵活性和系统稳定性。该结构体的主要字段如下：

字段说明
结构体成员	说明
`pin_bit_mask`	引脚掩码
`mode`	I/O 模式
`pull_up_en`	内部上拉电阻
`pull_down_en`	内部下拉电阻
`intr_type`	中断触发模式

引脚掩码：GPIO 引脚掩码用于一次性选择和配置多个 GPIO 引脚，在初始化或设置时通过位操作生成，可提高配置效率。常用掩码说明如下：

单引脚掩码：通过将 1 左移指定引脚编号生成，例如 1 << GPIO0，表示选择 GPIO0 引脚。

多引脚掩码：通过按位或操作将多个单引脚掩码组合，例如 (1 << GPIO0) | (1 << GPIO1)，表示同时选择 GPIO0 和 GPIO1。

GPIO 引脚掩码通过位运算提供灵活的多引脚选择方式，能够简化代码、提高配置效率，同时保证对多个引脚的统一管理。

I/O 模式：GPIO 引脚可以配置为不同的工作模式，以满足不同的输入输出需求。常用工作模式如下：

I/O 模式
I/O 模式	模式说明	扩展说明
`GPIO_MODE_DISABLE`	禁用模式	引脚既不能输入也不能输出，用于暂时停用某个 GPIO。
`GPIO_MODE_INPUT`	输入模式	引脚仅能读取电平信号，适用于按键、传感器等输入场景。
`GPIO_MODE_OUTPUT`	输出模式	引脚仅能输出电平信号，可用于控制 LED、继电器等外设。
`GPIO_MODE_OUTPUT_OD`	开漏输出模式	引脚以开漏方式输出，需要外部上拉电阻，适合多设备共用总线的输出场景。
`GPIO_MODE_INPUT_OUTPUT_OD`	开漏输入输出模式	引脚既可读取电平，也可开漏输出，常用于双向总线或共享信号线。
`GPIO_MODE_INPUT_OUTPUT`	输入输出模式	引脚既可以读取电平，也可以输出电平，适合需要双向控制的场景。

GPIO 模式的选择取决于实际应用需求，包括是否需要输入、输出或双向控制，以及是否使用开漏方式。合理配置 GPIO 模式可以提高系统可靠性，避免误操作和电路冲突。

内部上拉/下拉电阻：GPIO 上拉/下拉电阻用于在输入引脚未连接外部信号时提供默认电平，避免浮空状态导致的电平不稳定或误触发。常用配置如下：

内部上拉电阻
内部上拉电阻	说明	扩展说明
`GPIO_PULLUP_DISABLE`	禁用上拉	不启用内部上拉电阻，输入引脚未接外部信号时可能浮空。
`GPIO_PULLUP_ENABLE`	启用上拉	启用内部上拉电阻，使输入引脚默认保持高电平，适用于需要默认高电平的输入场景。

内部下拉电阻
内部下拉电阻	说明	扩展说明
`GPIO_PULLDOWN_DISABLE`	禁用下拉	不启用内部下拉电阻，输入引脚未接外部信号时可能浮空。
`GPIO_PULLDOWN_ENABLE`	启用下拉	启用内部下拉电阻，使输入引脚默认保持低电平，适用于需要默认低电平的输入场景。

合理配置 GPIO 上拉或下拉电阻可以保证输入引脚在无外部信号时有稳定的默认电平，避免信号浮空引发的误操作，提高系统稳定性和可靠性。

中断触发模式：GPIO 引脚可以配置为不同的中断触发模式，用于在特定电平或边沿变化时产生中断信号，从而实现对外部事件的快速响应。常用中断模式如下：

中断触发模式
中断触发模式	说明	扩展说明
`GPIO_INTR_DISABLE`	禁用中断	不产生任何中断，用于暂时关闭 GPIO 中断功能。
`GPIO_INTR_POSEDGE`	上升沿触发	当引脚电平从低变高时触发中断，适用于检测信号上升沿事件。
`GPIO_INTR_NEGEDGE`	下降沿触发	当引脚电平从高变低时触发中断，适用于检测信号下降沿事件。
`GPIO_INTR_ANYEDGE`	任意边沿触发	当引脚电平变化（上升或下降）时触发中断，适用于对电平变化敏感的场景。
`GPIO_INTR_LOW_LEVEL`	低电平触发	当引脚保持低电平时持续触发中断，适用于保持状态检测。
`GPIO_INTR_NEGPIO_INTR_HIGH_LEVELGEDGE`	高电平触发	当引脚保持高电平时持续触发中断，适用于保持状态检测。
`GPIO_INTR_MAX`	枚举占位值	表示 GPIO 中断类型枚举的最大值，一般不用于实际配置，仅作为边界或校验参考。

选择合适的 GPIO 中断模式可以根据应用场景精确捕捉信号变化或状态保持情况。边沿触发适合快速事件响应，而电平触发适合持续状态监控，有助于提高系统响应效率和可靠性。

GPIO 配置应用

同一个 gpio_config_t 实例可依次用于多个 GPIO 的配置，但每次修改参数后都必须调用 gpio_config() 应用配置，否则新的设置会覆盖之前的配置。有关 API 的进一步介绍及参数说明可参考普通 GPIO API。

使用多引脚掩码进行配置时，所有选择引脚的配置项只能保持一致，无法在一次调用中为不同引脚设置不同的中断模式、上下拉状态或 I/O 模式。

GPIO 中断服务

GPIO 中断服务是在输入引脚电平满足特定触发条件时，由硬件触发的回调函数。其作用是在中断发生时快速响应信号变化，将事件信息（如触发的引脚编号）传递到任务或其他处理模块，避免在主程序中轮询输入状态，提高系统响应速度和效率。

安装中断服务：

安装 GPIO 中断服务，初始化中断管理机制，使系统能够响应 GPIO 中断事件。

调用 gpio_install_isr_service() 进行安装，需要传入中断服务的配置标志作为参数。进一步说明可参考普通 GPIO API。

绑定中断服务：

将 GPIO ISR 绑定至对应引脚，当引脚状态满足中断触发条件时会调用该 ISR。

调用 gpio_isr_handler_add() 进行绑定，需要传入 GPIO 引脚编号、ISR 以及需要传递给 ISR 的数据作为参数。进一步说明可参考普通 GPIO API。

移除中断服务：

将已绑定的 GPIO ISR 从指定引脚解绑，停止该引脚的中断响应。

移除后，对应引脚触发中断时不会调用 ISR，但引脚本身的中断功能仍可保留，可以随时重新绑定 ISR 恢复中断响应。

调用 gpio_isr_handler_remove() 进行移除，需要传入 GPIO 引脚编号作为参数。进一步说明可参考普通 GPIO API。