RTC GPIOを使う

更新日: 2026.04.21

概要

今回は RTC GPIO に付いての説明です。RTC GPIOの特徴はDeepSleep中も値を保持出来る点です。

GPIO と RTC GPIOの違いは？

ESP32のマニュアル によるとGPIOの一部としてRTC GPIOが有る様です。またRTC GPIOはULPによって管理されるとも有りました。 機能面で一番大きな違いは、通常のGPIOはDeepSleepに入るとリセットされるのに対し、RTC GPIOはDeepSleep中も値を保持出来る点です。

GIOP Matrix overview

RTC GPIOのピンはどれ

下記はRTC GPIOについてまとめた表。GPIOポート一覧 と比べると、ポート数は 18個。GPIOでアナログ機能を持ったポートが RTC_GPIO の様です

RTC_GPIO table
I/OGPIOピン
Input OnlyGPIO 34, 35, 36, 39（要プルアップ・ダウン用の抵抗）
37, 38
Input & OutputGPIO 0, 2, 4, 12, 13, 14, 15, 25, 26, 27, 32, 33

使い方

  • 初期化
    • esp_err_t rtc_gpio_init(gpio_num_t gpio_num)
      • 引数： gpio_num（RTC機能を持つピン番号）
      • 戻り値：
        • ESP_OK: 初期化成功
        • ESP_ERR_INVALID_ARG: 指定したピンがRTC GPIOに対応していない場合
    • 指定したポートのみ RTC が有効になる。digitalWrite()等は使用出来ない。
    • 元に戻すには rtc_gpio_deinit() を使用
  • I/O設定
    • esp_err_t rtc_gpio_set_direction(gpio_num_t gpio_num, rtc_gpio_mode_t mode);
      • gpio_num: 設定するRTC GPIOの番号。
      • mode: 設定したい入出力モード。
        • モード名内容
        RTC_GPIO_MODE_INPUT_ONLY入力設定
        RTC_GPIO_MODE_OUTPUT_ONLY出力設定
        RTC_GPIO_MODE_INPUT_OUT_HIGH_IMP入力設定かつ、出力はハイインピーダンス
        RTC_GPIO_MODE_OUTPUT_ODオープンドレイン出力として設定
        RTC_GPIO_MODE_INPUT_OUTPUT入出力両方を有効にする
  • 出力
    • esp_err_t rtc_gpio_set_level(gpio_num_t gpio_num, uint32_t level);
      • 引数： gpio_num 設定したいGPIO番号。
      • 引数： level 0（Low）または 1（High）。
  • 入力設定
    • rtc_gpio_pullup_en(gpio_num)： 内部プルアップを有効にする。
    • rtc_gpio_pulldown_en(gpio_num)： 内部プルダウンを有効にする。
    • rtc_gpio_pullup_dis(gpio_num) / rtc_gpio_pulldown_dis(gpio_num)： 無効にする。
  • 入力
    • uint32_t rtc_gpio_get_level(gpio_num_t gpio_num);
      • gpio_num　ポートを指定
      • 戻り値: ピンの状態　 0 (Low) か 1 (High) 。

Deep Sleepへの対応

  • esp_err_t gpio_hold_en(gpio_num_t gpio_num);
    • ディープスリープ（Deep Sleep）に入った際、あるいはリセットが発生した際に、 特定のGPIOピンの出力状態やプル設定を物理的に（ラッチ）させる関数。
    • gpio_num：　RTC_GPIO番号
    • ホールドを有効にすると、スリープから復帰して setup() が再び実行されてもそのピンは固定されたまま
      • 解除には　gpio_hold_dis(gpio_num_t gpio_num);　を使う
  • esp_err_t esp_deep_sleep_pd_config(esp_sleep_pd_domain_t domain, esp_sleep_pd_option_t option);
    • ディープスリープ中における各電源ドメインの動作状態を制御する関数
      • ドメイン名制御対象
      ESP_PD_DOMAIN_RTC_PERIPHRTC GPIO、I2C、Hallsensor, ADC等、ULPコプロセッサ。
      ESP_PD_DOMAIN_RTC_SLOW_MEMRTCスローメモリ（ULPプログラムやスリープを跨ぐ変数の保存領域）。
      ESP_PD_DOMAIN_RTC_FAST_MEMRTCファストメモリ（ディープスリープ復帰後のスタブプログラム等の保存用）。
      ESP_PD_DOMAIN_XTAL外部水晶発振器
      ESP_PD_DOMAIN_VDDSDIO SDIOインターフェース用の電圧レギュレータ
    • 設定オプション
      • 設定詳細
      ESP_PD_OPTION_OFFそのドメインの電源を強制的にOFFにする
      ESP_PD_OPTION_ONそのドメインの電源を強制的にONに保つ。
      ESP_PD_OPTION_AUTO（デフォルト）ウェイクアップソースなどの設定に基づいて、システムが自動で判断する。

    • RTC_GPIOの出力をDeepsleep中保持したいなら、"esp_err_t gpio_hold_en(gpio_num_t gpio_num);"　 のみでOKです。esp_err_t esp_deep_sleep_pd_config(esp_sleep_pd_domain_t domain, esp_sleep_pd_option_t option); は保険の感じ。

確認

動作を下記の回路とプログラムで確認しました。

RTC_GPIO test
sample.ino arduino
#include "Arduino.h" #include "driver/rtc_io.h" #include "esp_sleep.h" #define uS_TO_S_FACTOR 1000000ULL void setup() { Serial.begin(115200); delay(100); Serial.println("LED点灯準備"); // RTC GPIOの設定 rtc_gpio_init(GPIO_NUM_2); rtc_gpio_set_direction(GPIO_NUM_2, RTC_GPIO_MODE_OUTPUT_ONLY); rtc_gpio_set_level(GPIO_NUM_2, 1); // 重要：スリープ中も現在の状態（HIGH）を物理的に固定する gpio_hold_en(GPIO_NUM_2); // RTC周辺回路の電源を維持 (保険) esp_deep_sleep_pd_config(ESP_PD_DOMAIN_RTC_PERIPH, ESP_PD_OPTION_ON); esp_sleep_enable_timer_wakeup(5 * uS_TO_S_FACTOR); Serial.println("5秒間のスリープに入ります（LEDは点灯したままになります）"); Serial.flush(); // 送信完了を待つ esp_deep_sleep_start(); } void loop() { }

５秒間のDeepSleepを繰り返すスケッチです。 DeepSleepの間もちゃんとLEDは点灯していました。

最後に

DeepSleep 時でも出力を保持出来る RTC_GPIO。自作機器では電力消費を抑える為に DeepSleep をよく使用します。 その時、RTC_GPIOが威力を発揮します。

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