📚 课程目录第3章按键中断响应

3. 按键中断响应

任务目标

在Contiki-NG中配置GPIO外部中断，使开发板上的用户按键按下时触发中断回调，在回调中翻转LED状态，并利用Contiki的事件驱动机制（process_poll）通知进程执行实际处理。通过本例掌握中断上下文与进程上下文之间的数据传递方式。

硬件与环境

硬件：Zolertia RE-Mote（CC2538）或任意Contiki-NG支持的带按键与LED的开发板
依赖：Contiki-NG 4.x，已配置好工具链（arm-none-eabi-gcc）
引脚映射（RE-Mote）：按键S2接GPIO PC0（低有效），LED1接GPIO PC1（高电平点亮）

关键完整代码

创建文件 button-interrupt.c，内容如下：

#include "contiki.h"
#include "dev/gpio-hal.h"
#include "dev/leds.h"
#include <stdint.h>

/* 按键引脚定义（RE-Mote: S2 = PC0） */
#define BUTTON_PORT GPIO_PORT_TO_BASE(GPIO_C_BASE)
#define BUTTON_PIN  GPIO_PIN_MASK(0)

static struct process button_process;

/* 中断回调：置位标志并轮询进程 */
static void button_isr(void)
{
  process_poll(&button_process);
}

PROCESS(button_process, "Button interrupt demo");
PROCESS_THREAD(button_process, ev, data)
{
  PROCESS_BEGIN();

  /* 配置按键引脚为输入，使能内部上拉 */
  gpio_hal_arch_pin_set_input(BUTTON_PORT, BUTTON_PIN);
  gpio_hal_arch_pin_set_pullup(BUTTON_PORT, BUTTON_PIN);

  /* 注册外部中断：下降沿触发（按键按下时拉低） */
  gpio_hal_arch_pin_set_int(BUTTON_PORT, BUTTON_PIN,
                            GPIO_HAL_PIN_INT_EDGE_FALLING,
                            button_isr);

  while(1) {
    PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL(ev == PROCESS_EVENT_POLL);

    /* 按键按下：翻转LED1状态 */
    if(leds_get() & LEDS_RED) {
      leds_off(LEDS_RED);
    } else {
      leds_on(LEDS_RED);
    }
  }

  PROCESS_END();
}

/* 自动启动进程 */
AUTOSTART_PROCESSES(&button_process);

构建与烧录

在Contiki-NG源码根目录下执行：

make TARGET=zoul BOARD=remote button-interrupt.upload

烧录完成后，开发板自动复位运行。

验证方法

观察LED1（红色）初始状态为熄灭。
每次按下按键S2并释放，LED1状态应翻转一次（亮→灭→亮）。
长按按键不释放时LED状态不重复翻转，验证下降沿触发而非电平触发。
若按键抖动导致一次按下出现多次翻转，可在回调中增加去抖延时（见常见问题）。

通过条件：每次单击按键，LED1状态稳定翻转一次，无漏触发或重复触发。

关键说明

中断回调button_isr中只调用process_poll，不直接操作LED——这是Contiki事件驱动编程的核心模式：中断上下文只做最简操作，实际处理放回进程上下文执行。
PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL(ev == PROCESS_EVENT_POLL)使进程仅在收到轮询事件时唤醒，避免忙等待。
若更换开发板，需修改BUTTON_PORT/BUTTON_PIN及LED宏定义，并确认GPIO中断触发沿与硬件电路匹配。

常见问题

按键无响应：检查引脚编号是否正确，确认GPIO中断已在gpio_hal_arch_pin_set_int中使能；部分平台需额外调用gpio_hal_arch_enable_interrupt()。
一次按下翻转多次：机械按键存在抖动，可在button_isr中设置定时器去抖，或使用clock_delay()延时约20ms后再次确认电平。
编译报错找不到gpio-hal.h：确认目标平台为zoul，该头文件位于arch/cpu/cc2538/dev/下，由平台构建系统自动包含。