Arduino | 关于中断

[techiall]

终于把 arduino 中断的坑给填了。

中断分类

中断	描述
外部中断	外部设备导致的中断请求（如板子上的 reset 按钮
内部中断	程序中设置的中断指令
异常中断	程序或硬件出现异常或故障

外部中断

attachInterrupt() 函数

触发中断。attachInterrupt(interrupt, ISR, mode)

参数

• interrupt：中断端口编号
• ISR：中断服务程序，即中断后要执行的程序
• mode：中断请求的方式，可以设置成下面4种：
  • LOW 当引脚为低电平时，触发中断
  • CHANGE 当引脚电平发生改变时，触发中断
  • RISING 当引脚由低电平变为高电平时，触发中断
  • FALLING 当引脚由高电平变为低电平时，触发中断

注意事项

• 中断函数不能带参数，也没有返回值
• 中断函数中，delay函数不能使用
• 读取串口数据的话，可能会丢失
• 中断函数里面，使用的变量需要定义为 volatile 型

digitalPinToInterrupt() 函数

将 引脚 转换成 中断信号。 digitalPinToInterrupt(pin)

参数

• pin 引脚
• 下面的表格为具体开发板对应的 中断信号

BOARD	INT.0	INT.1	INT.2	INT.3	INT.4	INT.5
Uno, Ethernet	2	3
Mega2560	2	3	21	20	19	18
32u4 based (e.g Leonardo, Micro)	3	2	0	1	7

外部中断官方样例

关于 attachInterrupt() 和 digitalPinToInterrupt() 函数，官方给的参考代码。

const byte ledPin = 13;
const byte interruptPin = 2;
volatile byte state = LOW;

void setup() {
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(interruptPin, INPUT_PULLUP);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(interruptPin), blink, CHANGE);
}

void loop() {
  digitalWrite(ledPin, state);
}

void blink() {
  state = !state;
}

说实话，这代码，我对于整段代码运行的前后顺序还是有点迷的。

因此下面将给出我自己的测试代码。

测试代码

在官方代码的基础上修改，利用串口调试，将方便我们观察效果。

并将 interruptPin 引脚状态设置为 INPUT 。

利用一根杜邦线，一边接在程序设置好的 interruptPin 接口上，另一边接在 GND 引脚上。

#include <SoftwareSerial.h>

const byte ledPin = 13;
const byte interruptPin = 2;
volatile byte state = LOW;

void serial_init()
{
    Serial.begin(115200);
    while (!Serial) {}
}

void setup()
{
    serial_init();
    Serial.println("setup function begin");
    pinMode(ledPin, OUTPUT);
    pinMode(interruptPin, INPUT_PULLUP);    
    attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(interruptPin), blink, CHANGE);
    Serial.println("setup function end");
}

void loop()
{
    Serial.println("loop start");
    digitalWrite(ledPin, state);
    Serial.println("loop end");
}

void blink()
{
    Serial.println("blink function start");
    state = !state;
    Serial.println("blink function end");
}

运行结果

setup function begin
setup function end
loop start
loop end
loop start
loop end
...
loop start
loop end
loop start
loop endloop start
loop end
loop start
loop end
loop start
loop end
loop start
blink function start
blink function end
blink function start
blink function end
blink function start
blink function end
bliloop end
loop start
loop end
loop start
loop end
...
loop start
loop end
loop start
loop end
loop stblink function start
blink function end
blink function start
blink function end
blink function start
blink function end
blirt
loop end
loop start
loop end
loop start
loop end
loop start
loop end
...
loop start
loop end
looblink function start
blink function end
blink function start
blink function end
blink function start
blink function end
bli start
loop end
loop start
loop end
loop start
loop end
loop start
loop end

结果分析

• 设置完中断触发程序后，不管程序运行到哪一条都会打断目前运行状态，进入中断函数。
• 由于是人工触发，手抖等情况，会导致多次触发中断从而进入中断函数 。
• pinMode(interruptPin, INPUT_PULLUP); //将触发中断的引脚设置为 输入上拉 模式。
  • 意思也就是将这个引脚的电平嵌位在高电平。既为 VCC。不过不设置的话会处于悬空状态，不确定是高电平还是低电平。
  • 一旦用杜邦线接触 GND 引脚，就会触发中断，中断触发结束后，该引脚的状态仍然为高电平。

内部中断

以 FlexiTimer2 为例。

测试代码

#include "FlexiTimer2.h"

void Flash() 
{
    digitalWrite(13, digitalRead(13) ^ 1);
}

void setup() 
{
    pinMode(13, OUTPUT);

    FlexiTimer2::set(1000, 1.0 / 1000, Flash); 
    FlexiTimer2::start();
}

void loop() 
{
}

实验现象

LED13 灯亮一秒，熄灭一秒。依次反复。

扩展

内部中断可以作为定时器使用。也就是隔一段设定好的时间执行某段程序。

利用该特性，我们可以定时发送数据来保持与服务器的通讯。如心跳包。

参考链接

• http://ardui.co/archives/402
• https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/external-interrupts/attachinterrupt/
• https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/external-interrupts/attachinterrupt/
• http://ardui.co/archives/427
• http://playground.arduino.cc/Code/Timer1

测试代码

该文章的测试代码。test.zip