第六章、6.2 ESP32低功耗模式详解：深度睡眠与轻度睡眠实战指南

适用场景： 电池供电设备（如传感器节点、可穿戴设备、远程监控装置）

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一、低功耗模式简介

ESP32提供3种核心低功耗模式，功耗对比如下：

模式	功耗	唤醒延迟	保持工作的模块
Active	约100mA	-	所有功能全速运行
Light Sleep	约0.8mA	<1ms	CPU暂停，外设/内存保持
Deep Sleep	约0.01mA	约1秒	仅RTC控制器和RTC内存

💡 关键结论：

• 需要秒级响应 → 轻度睡眠（如蓝牙遥控器）

• 超长待机（月/年级别）→ 深度睡眠（如每小时采集1次的传感器）

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二、深度睡眠模式 (Deep Sleep)

原理：关闭主CPU和大部分外设，仅保留RTC控制器和RTC内存（仅8KB可用）。

唤醒源配置（代码示例）：

#include <esp_sleep.h>void setup() {// 1. 配置定时器唤醒（单位：微秒）esp_sleep_enable_timer_wakeup(10 * 1000000); // 10秒后唤醒// 2. 配置外部引脚唤醒（可选）esp_sleep_enable_ext0_wakeup(GPIO_NUM_33, 0); // PIN33低电平唤醒// 3. 配置触摸引脚唤醒（可选）esp_sleep_enable_touchpad_wakeup();// 4. 进入深度睡眠esp_deep_sleep_start(); // 程序在此停止，重启后从setup()重新运行
}void loop() {} // 深度睡眠不会进入loop()

函数解析：

1. esp_sleep_enable_timer_wakeup(us)

   • 设置RTC定时器，us为微秒数（最大约4.5小时）

   • 注意：超过最大值需用esp_sleep_enable_timer_wakeup()循环计数

2. esp_sleep_enable_ext0_wakeup(pin, level)

   • pin：唤醒引脚（仅限RTC引脚：0,2,4,12-15,25-27,32-39）

   • level：0=低电平唤醒，1=高电平唤醒

3. esp_deep_sleep_start()

   • 关键动作：保存RTC内存数据 → 关闭非RTC模块 → 进入睡眠 → 唤醒后重启

数据保存技巧：

// 将数据存入RTC内存（重启后仍存在）
RTC_DATA_ATTR int bootCount = 0; // 使用RTC_DATA_ATTR宏void setup() {Serial.begin(115200);bootCount++;Serial.printf("第%d次唤醒\n", bootCount); // 每次唤醒+1
}

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三、轻度睡眠模式 (Light Sleep)

原理：暂停CPU时钟，保留内存状态，外设可通过中断快速唤醒。

基础代码框架：

void enterLightSleep() {// 1. 配置GPIO唤醒（任意引脚）esp_sleep_enable_ext1_wakeup(BIT(GPIO_NUM_15), // 使用GPIO15唤醒ESP_EXT1_WAKEUP_ANY_HIGH // 高电平触发);// 2. 配置串口唤醒（可选）esp_sleep_enable_uart_wakeup(0); // 串口0收到数据时唤醒// 3. 进入轻度睡眠esp_light_sleep_start(); // 唤醒后继续执行后续代码
}void loop() {if (needsSleep) {Serial.println("进入轻度睡眠...");enterLightSleep();Serial.println("已唤醒！"); // 唤醒后输出}// 正常执行其他任务
}

函数解析：

1. esp_sleep_enable_ext1_wakeup(bitmask, mode)

   • bitmask：使用BIT(GPIO_NUM_X)设置多个引脚

   • mode：ESP_EXT1_WAKEUP_ALL_LOW（所有低电平）或ESP_EXT1_WAKEUP_ANY_HIGH（任一高电平）

2. esp_light_sleep_start()

   • 唤醒后从该函数后继续执行（不重启）

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四、电池供电场景优化策略

1. 硬件层面

   • 关闭未使用的LED/传感器电源

   • 添加10μF电容稳定电源

2. 软件层面

   // 深度睡眠前关闭外设
   void prepareDeepSleep() {btStop();                 // 关闭蓝牙WiFi.disconnect(true);    // 断开WiFiadc_power_off();          // 关闭ADC电源esp_sleep_pd_config(      // 关闭RTC外设电源域ESP_PD_DOMAIN_RTC_PERIPH, ESP_PD_OPTION_OFF);
   }

3. 功耗实测数据

   场景	平均电流	2000mAh电池寿命
   深度睡眠（每小时唤醒1分钟）	0.02mA	4.5年
   轻度睡眠（待机蓝牙）	0.9mA	3个月

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五、常见问题排查

1. 唤醒立即复位？

   • 检查RTC_DATA_ATTR保存的数据是否溢出（仅8KB）

   • 避免在setup()中初始化已关闭的外设

2. 功耗偏高？

   • 执行gpio_deep_sleep_hold_dis()禁用GPIO保持器

   • 用esp_sleep_get_wakeup_cause()判断唤醒源针对性优化

3. 轻度睡眠无法唤醒？

   • 确认唤醒引脚未配置为输出模式

   • 检查esp_sleep_enable_xxx_wakeup()返回值（成功返回ESP_OK）

最佳实践：在深度睡眠中每小时采集一次温湿度数据并上传，其余时间保持睡眠，可使CR2032纽扣电池工作1年以上。