Arduino中断教程-在Arduino上使用中断

在本教程中，我将讨论Arduino中断，以及如何使用Arduino中的中断来处理各种实时事件和多任务。

Arduino代码正常执行

到目前为止，我们实现的所有Arduino项目都非常简单，即在void setup{}函数中编写的代码将初始化所有引脚，变量和其他重要函数(如Serial或LCD)，而在void loop{}函数中编写的代码将一遍又一遍地执行。

我们在所有Arduino项目中都实现了这种方法;从闪烁led灯到用安卓手机控制机械手臂。

如果你只是想让你的Arduino按顺序执行一系列指令，比如简单的led闪烁，这种机制很好。

在此代码中，设置函数只在Arduino上电时运行一次，并将数字I/O引脚12初始化为输出引脚。

Arduino现在将进入循环功能，在那里它打开LED，等待一秒钟，关闭LED，等待一秒钟，重复这个过程。

按钮的例子

现在，考虑将按钮与Arduino连接在一起的相同情况。在这个简单的草图中，我将一个按钮与Arduino连接，以便切换LED的状态，即按一次将LED打开，再按一次将LED关闭。

这是投票!

在这种情况下，Arduino(或ATmega328p微控制器，具体地说)会不断检查循环功能中按钮的状态。这种检查设备或引脚是否需要处理器(微控制器)的服务的方法称为轮询。

这种方法的主要问题是，控制器不断地从事一个活动(在这种情况下检查按钮的状态)，不能执行任何其他任务。这里出现了中断救援的概念。

什么是中断?

中断是一种机制，通过这种机制，处理器被告知停止当前指令的执行，执行一个特殊的事件或进程，然后返回到原来的执行。

Arduino(或任何微控制器或处理器)中中断的主要优势是处理器不需要连续地轮询设备是否需要关注。每当需要服务时，设备本身就会“中断”处理器，直到处理器可以执行一些其他任务。

如果你再次以按钮为例，最初，控制器会持续检查按钮的状态。但是在这种情况下引入中断的概念，控制器可以做任何它想做的事情(我的意思是除了检查按钮的状态之外，根据你的代码)，每当按钮被按下时，它会自动停止当前的执行，并将其全部注意力放在按钮按下事件上。

在中断时，我说处理器执行一个特殊的进程，这个特殊进程只是一组被称为中断服务例程的指令。中断服务例程(ISR)的结构类似于任何用户定义的void函数。

Arduino中的中断

Arduino有三种不同的中断来源:

• 定时器中断
• 外部中断
• Pin-Change中断

注意:Arduino中的定时器中断，顾名思义，是由Arduino定时器引起的，而Pin-Change中断可以在检测到一组引脚的状态变化时启用。

关于Arduino定时器，定时器中断和Pin-Change中断的讨论有点超出了本教程的范围，所以我将继续外部中断。

外部中断

顾名思义，Arduino中的外部中断是由于外部事件，即任何外部中断引脚的状态变化。例如，当你接收到来自水流量传感器的脉冲时，就像在这个项目中一样。Arduino水流量传感器教程或者当你按下按钮时。

Arduino UNO有两个外部中断引脚INT0和INT1。在内部，INT0映射到数字I/O引脚2,INT1映射到数字I/O引脚3。

如何在Arduino上启用中断?

Arduino中有一个特殊的函数叫做attachInterrupt()，使用它配置外部中断。

attachInterrupt()函数的语法如下。

这个函数还有另外两种语法，但Arduino参考指南推荐使用这个语法。

现在让我们来理解这个函数的参数。

• digitalPinToInterrupt(pin) "用于指定中断引脚号。
• ISR是中断服务例程函数调用。
• Mode用于指示何时触发中断。
  • CHANGE:当引脚值发生变化时触发中断。
  • RISING:当引脚值从LOW上升到HIGH时触发中断。
  • 下降:触发中断时，引脚值从高下降到低。
  • LOW:当引脚值变为LOW时触发中断。

带有中断的按钮示例

现在，让我们通过将Interrupt连接到按钮引脚来回顾前面的按钮示例。下面是带有按钮中断的新代码。

在上面的代码中，按钮连接到Arduino的引脚2 (INT0)，并且在按钮引脚的值发生变化并触发名为button_ISR的ISR事件时，该引脚附加了一个中断。

关于这段代码需要注意的是，尽管这里实现了Interrupt，但它仍然不是最好的执行。下面是一个更适合中断的代码，它甚至考虑按钮反弹。

从上述实现中需要注意的要点是:

• ISR中使用的变量必须声明为Volatile。
• ISR应该尽可能小。
• 在ISR中没有延迟()。