ESP8266-Arduino编程实例-深度休眠与唤醒

深度休眠与唤醒

1、ESP8266休眠模式介绍

在嵌入式系统中，功耗是一个绕不开的问题。不同的单片机、嵌入式设备一般会提供电源管理，即功耗管理。ESP8266提供了三个不同的功耗模式，即休眠模式。分别是：Modem Sleep（调制解调器睡眠）, Light Sleep（轻度休眠）和Deep Sleep（深度休眠）。每种不同的休眠模式对应不同的功耗及工作状态。不同休眠模式区别如下(ESP8266数据手册)：

Item	Modem-sleep	Light-sleep	Deep-sleep
Wi-Fi	OFF	OFF	OFF
System clock	ON	OFF	OFF
RTC	ON	ON	ON
CPU	ON	Pending	OFF
Substrate current	15 mA	0.4 mA	~20 uA
Average current (DTIM = 1)	16.2 mA	1.8 mA	–
Average current (DTIM = 3)	15.4 mA	0.9 mA	–
Average current (DTIM = 10)	15.2 mA	0.55 mA	–

注：表中功耗指的是 ESP8266 作为独立芯片。如果使用的是开发板，则它们具有使用更多电流的无源组件。

从上表可以知道，当ESP8266进入深度休眠模式时，除了RTC外，几乎所有设备都停止工作，基板电流达到20uA。但是，如果使用带有内置编程器、LED 等的全功能开发板，将无法实现如此低功耗的状态。

在了解了ESP8266的休眠模式之后，那么如何编写带有休眠模式的应用程序呢？一般流程如下：

ESP8266连接WiFi
ESP8266执行任务，如，读取传感器，上报数据等
休眠一段预定义的时间
唤醒ESP8266
不断重复1~4过程

ESP8266有如下唤醒方式：

定时器唤醒：ESP8266 在预定义的时间段后自行唤醒
外部唤醒：按下 RST 按钮唤醒 ESP8266（ESP8266 重启）

本文将介绍如何使用定时器唤醒深度睡眠的ESP8266和使用复位 (RST) 引脚进行外部唤醒深度睡眠的ESP8266。

2、硬件准备

ESP8266 NodeMCU开发板一块
开关一个
220欧姆电阻一个
杜邦线若干
数据线一条

3、软件准备

Arduino IDE或VSCode + PlatformIO

在前面的文章中，对如何搭建ESP8266开发环境做了详细的介绍，请参考：

ESP8266 NodeMCU的引脚介绍在前面的文章中做了详细的介绍，请参考：

ESP8266-Arduino编程实例-认识ESP8266

4、通过定时器唤醒

在ESP8266 NodeMCU的 ESP8266-Arduino编程实例-认识ESP8266中，我们知道，D0接口具有唤醒功能：

因此，要通过 ESP8266 使用定时器唤醒，需要将 RST 引脚连接到 NodeMCU 板上标记为 D0(GPIO 16)。接线图如下：

注意，请在上传代码完成之后，再连接D0与RST。

ESP8266 运行时，ESP8266 的 RST 引脚始终为高电平。但是，当 RST 引脚接收到 LOW 信号时，它会重新启动微控制器。

如果使用 ESP8266 设置深度睡眠定时器，一旦定时器结束，GPIO 16 会发送一个 LOW 信号。这意味着D0(GPIO16) 连接到 RST 引脚时，可以在设定的时间后唤醒 ESP8266。

示例代码如下：

int count = 1;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.setTimeout(2000);

  // 等待串口初始化
  while(!Serial) { }
  
  Serial.println("Device will go to deep sleep for 30s");

  // TODO:执行任务
  for(int i = 1;i <= 10;i++){
      Serial.print(count);
      Serial.print(',');
      count++;
      delay(1000);
  }
  // 进入深度休眠30S
  ESP.deepSleep(30e6); 
}

void loop() {
}

示例的代码如何工作？

在setup中，当串口等设备初始化后，任务执行完成后，进入深度休眠30s

1 2	ESP.deepSleep(30e6);

ESP.deepsleep(uS) 函数以睡眠时间作为参数传递（以微秒为单位）。

注意：调用ESP.deepSleep完成后，ESP.deepSleep()函数后面的代码将不会再执行。

5、外部唤醒

还可以通过外部唤醒来唤醒 ESP8266，例如按下按钮或簧片开关。只需将 ESP8266 无限期地置于深度睡眠模式，然后将 RST 引脚设置为低电平即可将其唤醒。连接电路如下：

示例代码如下：

int count = 1;
void setup() {
  Serial.begin(115200);
  Serial.setTimeout(2000);

  // 等待串口初始化
  while(!Serial) { }
  
  Serial.println("Device will go to deep sleep for 30s");

  // TODO:执行任务
  for(int i = 1;i <= 10;i++){
      Serial.print(count);
      Serial.print(',');
      count++;
      delay(1000);
  }
  // 进入无限深度休眠
  ESP.deepSleep(0); 
}

void loop() {
}

外部唤醒与定时器唤醒的区别是，ESP.deepSleep函数传递参数。外部唤醒时，只需传递0即可，即ESP8266进入无限深度休眠；当传递具体大于0的数值时，ESP8266进入指定时间休眠。

文章来源: https://iotsmart.blog.csdn.net/article/details/126026824