中断(interrupt)停止Arduino的当前工作,以便可以完成一些其他工作。
假设你坐在家里和别人聊天。突然电话响了。你停止聊天,拿起电话与来电者通话。当你完成电话交谈后,你回去和电话响之前的那个人聊天。
同样,你可以把主程序想象成是与某人聊天,电话铃声使你停止聊天。中断服务程序是在电话上通话的过程。当通话结束后,你回到你聊天的主程序。这个例子准确地解释了中断如何使处理器执行操作。
主程序在电路中运行并执行一些功能。但是,当发生中断时,主程序在另一个程序执行时停止。当这个程序结束时,处理器再次返回主程序。
这里有一些关于中断的重要特征:
中断可以来自各种来源。在这种情况下,我们使用的是由数字引脚上的状态改变触发的硬件中断。
大多数Arduino设计有两个硬件中断(称为“interrupt0”和“interrupt1”)分别硬连接到数字I/O引脚2和3。
Arduino Mega有六个硬件中断,包括引脚21,20,19和18上的附加中断(“interrupt2”到“interrupt5”)。
你可以使用称为“中断服务程序”(Interrupt Service Routine,通常称为ISR)的特殊函数来定义程序。
你可以定义该程序并指定上升沿,下降沿或两者的条件。在这些特定条件下,将处理中断。
每次在输入引脚上发生事件时,都可以自动执行该函数。
有两种类型的中断:
硬件中断 - 它们响应外部事件而发生,例如外部中断引脚变为高电平或低电平。
软件中断 - 它们响应于在软件中发送的指令而发生。“Arduino语言”支持的唯一类型的中断是attachInterrupt()函数。
中断在 Arduino 程序中非常有用,因为它有助于解决时序问题。中断的良好应用是读取旋转编码器或观察用户输入。一般情况下,ISR 应尽可能短且快。如果你的草图使用多个 ISR,则一次只能运行一个。其他中断将在当前完成之后执行,其顺序取决于它们的优先级。
通常,全局变量用于在 ISR 和主程序之间传递数据。为了确保在 ISR 和主程序之间共享的变量正确更新,请将它们声明为 volatile。
Arduino 中主要有时钟中断和外部中断,本文所说的中断指的是外部中断。Arduino 中的外部中断通常是由Pin 口(数字 Pin 口,不是模拟口)电平改变触发的。每种型号的 Arduino 版都有数个 Pin 口可以用来注册中断,具体如下:
开发板 | 可以用来注册中断的Pin口 |
---|---|
Uno, Nano, Mini, other 328-based | 2, 3 |
Uno WiFi Rev.2 | 所有数字口 |
Mega, Mega2560, MegaADK | 2, 3, 18, 19, 20, 21 |
Micro, Leonardo, other 32u4-based | 0, 1, 2, 3, 7 |
Zero | 除了4号口外的所有数字口 |
MKR Family boards | 0, 1, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A1, A2 |
Due | 所有数字口 |
101 | 所有数字口 (只有 2, 5, 7, 8, 10, 11, 12, 13数字口可以使用 CHANGE 类型中断,中断类型在下文有介绍) |
注册中断主要是通过 attachInterrupt()
函数实现的,其原型为:
void attachInterrupt(uint8_t interruptNum, void (*userFunc)(void), int mode);
开发板 | 中断号0 | 中断号1 | 中断号2 | 中断号3 | 中断号4 | 中断号5 |
Uno, Ethernet | PIN 2 | PIN 3 | ||||
Mega2560 | PIN 2 | PIN 3 | PIN 21 | PIN 20 | PIN 19 | PIN 18 |
基于32u4的开发板 如 Leonardo, Micro | PIN 3 | PIN 2 | PIN 0 | PIN 1 | PIN 7 |
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pin), ISR, mode);
这种方式来注册中断号。
示例
int pin = 2; //define interrupt pin to 2 volatile int state = LOW; // To make sure variables shared between an ISR //the main program are updated correctly,declare them as volatile. void setup() { pinMode(13, OUTPUT); //set pin 13 as output attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pin), blink, CHANGE); //interrupt at pin 2 blink ISR when pin to change the value } void loop() { digitalWrite(13, state); //pin 13 equal the state value } void blink() { //ISR function state = !state; //toggle the state when the interrupt occurs }
attachInterrupt语句语法
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pin),ISR,mode);//recommended for arduino board attachInterrupt(pin, ISR, mode) ; //recommended Arduino Due, Zero only //argument pin: the pin number //argument ISR: the ISR to call when the interrupt occurs; //this function must take no parameters and return nothing. //This function is sometimes referred to as an interrupt service routine. //argument mode: defines when the interrupt should be triggered.