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  • Arduino - 中断的使用

    万次阅读 2015-12-27 11:15:32
    (这里就不多解释了,主要讲一下具体使用)2、各种板子的中断:UNO、NANO、ProMINI这仨板子都是INT0(D2针脚:中断编号为0)、INT1(D3针脚:中断编号为1),其它板子参考电路图。3、中断函数、中断触发模式与设置中

    原文地址:
    http://www.arduino.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=2421&page=1#pid8221

    1、什么是中断? (这里就不多解释了,主要讲一下具体使用)
    
    2、各种板子的中断:UNO、NANO、ProMINI这仨板子都是INT0(D2针脚:中断编号为0)、INT1(D3针脚:中断编号为1),其它板子参考电路图。
    
    3、中断函数、中断触发模式与设置中断 
    
    【中断函数】:就是你要去执行的函数,这个函数不能带任何参数,且没有返回类型。
    
    如:
    
    void hello()
    {
      Serial.println("hello");
    }
    
    【中断模式】:就是你的中断触发方式。在大多数arduino上有以下四种触发方式:
    
    LOW               低电平触发
    CHANGE            电平变化,高电平变低电平、低电平变高电平
    RISING            上升沿触发
    FALLING           下降沿触发
    HIGH              高电平触发(该中断模式仅适用于Arduino due)
    
    【设置中断】:在定义中断函数后,要使用外部中断,你只需要在程序的Setup部分配置好中断函数即可,配置函数如下:
    
    attachInterrupt(interrupt, function, mode); //interrupt为你中断通道编号,function为中断函数,mode为中断触发模式
    
    需要注意的是在Arduino Due中,中断设置有点不同:
    
    attachInterrupt(pin, function, mode); //due 的每个IO均可以进行外部中断,所以这里第一个参数为pin,即你使用的引脚编号。
    
    如果在程序中途,你不需要使用外部中断了,你可以用中断分离函数来取消这一中断设置:
    detachInterrupt(interrupt); 
    同样在Arduino Due上,该函数为detachInterrupt(Pin);。
    
    4、例程:
    外部中断的使用也是非常简单的,下面我们来看一个官方提供的例程
    
    int pin = 13;
    volatile int state = LOW;
    
    void setup()
    {
      pinMode(pin, OUTPUT);
      attachInterrupt(0, blink, CHANGE);//当int.0电平改变时,触发中断函数blink
    }
    
    void loop()
    {
      digitalWrite(pin, state);
    }
    
    void blink()//中断函数
    {
      state = !state;
    }
    
    5、应用:利用外部中断,可以在很多地方提高你程序的运行效率。你可以运用以上知识,做一个简单的监控装置。
    
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  • Arduino基础入门篇13—外部中断

    千次阅读 多人点赞 2019-11-04 14:05:10
    本篇介绍Arduino外部中断的使用,通过外部中断检测震动开关的触发来控制LED灯亮灭。

    本篇介绍Arduino外部中断的使用,通过外部中断检测震动开关的触发来控制LED灯亮灭。

    1. 中断介绍

    我们已经知道,Arduino程序是在loop()中不断的循环的。在程序的运行中,我们时常需要监控一些事件的发生,比如对某一传感器的返回数据进行解析。使用轮询的方式检测,效率比较低,而且随着程序功能增加,轮询到指定功能时需要等待的时间变长。而使用中断方式检测,可以到达实时检测的效果。

    中断程序可以看作是一段独立于主程序之外的程序,当中断触发时,控制器会暂停当前正在运行的主程序,而跳转去运行中断程序,中断程序运行完后,会再回到之前主程序暂停的位置,继续运行主程序。如此便可做到实时响应处理事件的效果。

    2. 实验材料

    • Uno R3开发板
    • 配套USB数据线
    • 面包板及配套连接线
    • 1个LED灯
    • 1个220Ω限流电阻
    • 1个震动开关

    震动开关,即震动传感器,根据其结构的不同又分为弹簧开关和滚珠开关。

    • 弹簧开关,其内部由一根中心金属导电脚和环绕在其外部的弹簧导电脚组成。弹簧震动时会接触到中心导电脚,形成短路闭合状态;

    • 滚珠开关,其内部包含有一颗金属滚珠,当震动时滚珠滚动短路两个导电脚,形成短路闭合状态。

    震动开关

    3. 实验步骤

    1. 根据原理图搭建电路。

    直插式LED灯负极接开发板GND,正极接220Ω限流电阻,电阻另一端接开发板数字9引脚。震动开关一端接开发板GND,另一端接数字引脚2。

    实验原理图如下图所示:

    实验原理图

    实物连接图如下图所示:

    实物连接图

    2. 新建sketch,拷贝如下代码替换自动生成的代码并进行保存。

    /*
       ShakeSwitch
       中断检测振动传感器,控制LED灯亮灭
    */
    int SensorLED = 9;       //定义LED为数字引脚9
    int SensorINPUT = 2;      //连接震动开关到中断0,也就是数字引脚2
    char state = LOW;
    
    void setup() {
    
      pinMode(SensorLED, OUTPUT);         //LED为输出模式
      pinMode(SensorINPUT, INPUT_PULLUP);        //震动开关为输入模式
    
      //下降沿触发,触发中断0,调用blink函数
      attachInterrupt(0, blink, FALLING);
    }
    
    void loop() {
    
      if (state == HIGH) {        // 如果state为HIGH
        state = LOW;
        digitalWrite(SensorLED, HIGH);  // 亮灯
        delay(500);          //延时500ms
      }
      else {
        digitalWrite(SensorLED, LOW);    // 否则,关灯
      }
    }
    void blink() {               //中断函数blink()
      state = !state;             //一旦中断触发,state状态反转
    }
    

    3. 连接开发板,设置好对应端口号和开发板类型,进行程序下载。

    程序下载

    4. 实验现象

    触发震动后,LED灯点亮一段时间后熄灭。再次触发震动再次点亮。

    实验现象

    5. 函数介绍

    attachInterrupt()

    • 描述:外部中断配置函数。
    • 函数原型:attachInterrupt(interrupt, ISR, mode)
    • 参数:
      • interrupt: 中断号。不同Arduino开发板中断号不同。Uno R3有两个外部中断,分别为数字管脚2(中断0)和数字管脚3(中断1)。
      • ISR: 中断处理函数。此函数不带参数,没有返回值。
      • mode: 中断触发方式。
        • LOW: 低电平触发。
        • CHANGE:管脚状态改变触发。
        • RISING:上升沿触发。
        • FALLING:下降沿触发。
    • 返回值:无。

    6. 实验分析

    通过attachInterrupt()函数注册数字管脚2为外部中断,触发方式为下降沿触发。中断处理函数blink()中每触发一次翻转一次state的状态。loop()函数中通过state状态来控制LED灯亮灭。

    中断是非常实用的功能,它释放了CPU资源来做更多的事情。很多处理器、控制器都有中断功能,更高级的还包括中断优先级「多个中断同时触发时处理先后问题」和中断嵌套「中断中的中断」。

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  • Arduino学习(七)中断

    万次阅读 多人点赞 2016-10-04 00:48:23
    一、中断(Interrupt)的基本概念 中断(Interrupt)是计算机的一个重要概念,现代计算机普遍采用中断技术。 什么是中断呢? CPU执行时原本是按程序指令一条一条向下顺序执行的。 但如果此时发生了某一事件B...



    一、中断(Interrupt)的基本概念

    中断(Interrupt)是计算机的一个重要概念,现代计算机普遍采用中断技术。


    什么是中断呢?

    CPU执行时原本是按程序指令一条一条向下顺序执行的。 但如果此时发生了某一事件B请求CPU迅速去处理(中断发生),CPU暂时中断当前的工作,转去处理事件B(中断响应和中断服务).  待CPU将事件B处理完毕后, 再回到原来被中断的地方继续执行程序(中断返回),这一过程称为中断 。

    打个比方:假如你正在读书,这时电话响了。你放下手中的书,去接电话。接完电话后,再继续回来读书,并从原来读的地方继续往下读。


    当中断发生时,程序执行流程图示如下:


    计算机为什么要采用中断?
    为了说明这个问题,再举一例子。假设你有一个朋友来拜访你,但是由于不知道何时到达,你只能在大门等待,于是什么事情也干不了。如果在门口装一个门铃,你就不必在门口等待而去干其它的工作,朋友来了按门铃通知你,你这时才中断你的工作去开门,这样就避免等待和浪费时间。计算机也是一样,例如键盘输入,如果不采用中断技术,CPU将不断扫描键盘有否输入,经常处于等待状态,效率极低。而采用了中断方式,CPU可以进行其它的工作,只键盘有按键并发出中断请求时,才予以响应,暂时中断当前工作转去执行读取键盘按键,读完成后又返回执行原来的程序。这样就大大地提高了计算机系统的效率。


    中断的种类和优先级

    先看一个PC上的中断(如下图,在我的电脑属性-设备管理器-查看-依连接顺序排列资源,再展开中断请求)


    可见,中断0是系统时钟,中断1是键盘,中断4是COM1 ...

    中断号越低的优先级越高。

    所谓优先级,就是当两个或多个中断请求同时发生时,CPU先响应优先级最高的中断


    Arduino Nano 使用ATMega328芯片,支持几种中断: RESET中断、外部中断、时钟中断

    RESET中断,就是当RESET管脚接低电平,则中止当前程序,重启CPU

    时钟中断,是指设定CPU内部定时器后,当到达指定时间,将产生中断请求。常用于定时。

    外部中断,就是当CPU的外部中断管脚电平变动时,将产生中断请求。 常用于键盘输入、串口通信等。

    有两个管脚(D2, D3脚)支持外部中断。使用中断前,需先设置CPU为中断Enable状态


    二、Arduino的定时器中断

    使用定时器中断前,必须先安装MsTimer2库,并在程序中引用头文件 MsTimer2.h中。使用例程如下:

    #include <MsTimer2.h>     //定时器库的头文件
    
    int tick = 0; //计数值
    
    //中断服务程序
    void onTimer()
    {
      Serial.print("timer ");
      Serial.println(tick++);
    }
    
    void setup()
    {
      Serial.begin(9600); //初始化串口
      
      MsTimer2::set(1000, onTimer); //设置中断,每1000ms进入一次中断服务程序 onTimer()
      MsTimer2::start(); //开始计时
    }
    
    void loop()
    {
      
    }


    程序运行效果: 

    每隔1000毫秒,产生一次时钟中断,并进入中断服务程序 onTimer(), 向串口打印一串文字。

    在Arduino IDE中打开串口监视窗口,可见打印的文字

    timer 0

    timer 1

    timer 2

    ...


    如果编译过程出现错误“error: 'MsTimer2' has not been declared”,多半是因为MsTimers库未安装。

    MsTimer2库的安装方法:

    1, 新建一个目录名为 MsTimer2,  在 https://github.com/PaulStoffregen/MsTimer2 下载全部文件, 存入目录中。

    2, 在Arduino IDE中,点菜单“Sketch -- Import Liberary -- Add Liberary”,选择MsTimer2目录后,点确定



    三、Arduino的外部中断

    我们把一个按键开关,接在数字管脚上,触发外部中断事件。

    不是所有数字管脚都支持外部中断,对于Arduino NANO,  D2, D3两个脚支持外部中断。


    1, 准备元器件和器材

         按键开关  一个

         面包板一块

         1K 电阻一个

          杜邦线若干


    2 电路原理图


    图中:  开关接在5V与GND之间,串接一个电阻R作为限流电阻。D2接到开关上。

    当开关闭合, D2的电平为0V(低电平),  当中断有效时,将触发外部中断。


    3,用面包板接线

    把开关, 电阻插入面包板, 按上述电路原理图,用杜邦线接好线


    4, 在Arduino IDE中写个Arduino程序

    int pinInterrupt = 2; //接中断信号的脚
    
    void onChange()
    {
       if ( digitalRead(pinInterrupt) == LOW )
          Serial.println("Key Down");
       else
          Serial.println("Key UP");
    }
    
    void setup()
    {
       Serial.begin(9600); //打开串口
    
       pinMode( pinInterrupt, INPUT);//设置管脚为输入
       
       //Enable中断管脚, 中断服务程序为onChange(), 监视引脚变化
       attachInterrupt( digitalPinToInterrupt(pinInterrupt), onChange, CHANGE);
    }
    
    void loop()
    {
      // 模拟长时间运行的进程或复杂的任务。
      for (int i = 0; i < 100; i++)
      {
        // 什么都不做,等待10毫秒
        delay(10); 
      }
    }


    运行效果: 在Arduino IDE中打开串口监视窗口,可见打印的文字

    当按键按下,进入中断服务程序,打印  "Key Down"

    当按键抬起,进入中断服务程序,打印  "Key Up"


    上述程序如果在Arduino 1.0版本编译时,出现错误“NOT_AN_INTERRUPT' was not declared”,则在程序最开始处加一句

    #define NOT_AN_INTERRUPT -1


    附:attachInterrupt()函数的语法介绍
    attachInterrupt( digitalPinToInterrupt(pin) , function, mode)

    digitalPinToInterrupt(pin) :取得引脚pin的中断号 
    function:中断发生时调用的函数,此函数必须不带参数和不返回任何值。该函数称为中断服务程序。 
    mode:定义何时发生中断以下四个contstants预定有效值:

    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.


    一、中断(Interrupt)的基本概念

    中断(Interrupt)是计算机的一个重要概念,现代计算机普遍采用中断技术。


    什么是中断呢?

    CPU执行时原本是按程序指令一条一条向下顺序执行的。 但如果此时发生了某一事件B请求CPU迅速去处理(中断发生),CPU暂时中断当前的工作,转去处理事件B(中断响应和中断服务).  待CPU将事件B处理完毕后, 再回到原来被中断的地方继续执行程序(中断返回),这一过程称为中断 。

    打个比方:假如你正在读书,这时电话响了。你放下手中的书,去接电话。接完电话后,再继续回来读书,并从原来读的地方继续往下读。


    当中断发生时,程序执行流程图示如下:


    计算机为什么要采用中断?
    为了说明这个问题,再举一例子。假设你有一个朋友来拜访你,但是由于不知道何时到达,你只能在大门等待,于是什么事情也干不了。如果在门口装一个门铃,你就不必在门口等待而去干其它的工作,朋友来了按门铃通知你,你这时才中断你的工作去开门,这样就避免等待和浪费时间。计算机也是一样,例如键盘输入,如果不采用中断技术,CPU将不断扫描键盘有否输入,经常处于等待状态,效率极低。而采用了中断方式,CPU可以进行其它的工作,只键盘有按键并发出中断请求时,才予以响应,暂时中断当前工作转去执行读取键盘按键,读完成后又返回执行原来的程序。这样就大大地提高了计算机系统的效率。


    中断的种类和优先级

    先看一个PC上的中断(如下图,在我的电脑属性-设备管理器-查看-依连接顺序排列资源,再展开中断请求)


    可见,中断0是系统时钟,中断1是键盘,中断4是COM1 ...

    中断号越低的优先级越高。

    所谓优先级,就是当两个或多个中断请求同时发生时,CPU先响应优先级最高的中断


    Arduino Nano 使用ATMega328芯片,支持几种中断: RESET中断、外部中断、时钟中断

    RESET中断,就是当RESET管脚接低电平,则中止当前程序,重启CPU

    时钟中断,是指设定CPU内部定时器后,当到达指定时间,将产生中断请求。常用于定时。

    外部中断,就是当CPU的外部中断管脚电平变动时,将产生中断请求。 常用于键盘输入、串口通信等。

    有两个管脚(D2, D3脚)支持外部中断。使用中断前,需先设置CPU为中断Enable状态


    二、Arduino的定时器中断

    使用定时器中断前,必须先安装MsTimer2库,并在程序中引用头文件 MsTimer2.h中。使用例程如下:

    #include <MsTimer2.h>     //定时器库的头文件
    
    int tick = 0; //计数值
    
    //中断服务程序
    void onTimer()
    {
      Serial.print("timer ");
      Serial.println(tick++);
    }
    
    void setup()
    {
      Serial.begin(9600); //初始化串口
      
      MsTimer2::set(1000, onTimer); //设置中断,每1000ms进入一次中断服务程序 onTimer()
      MsTimer2::start(); //开始计时
    }
    
    void loop()
    {
      
    }


    程序运行效果: 

    每隔1000毫秒,产生一次时钟中断,并进入中断服务程序 onTimer(), 向串口打印一串文字。

    在Arduino IDE中打开串口监视窗口,可见打印的文字

    timer 0

    timer 1

    timer 2

    ...


    如果编译过程出现错误“error: 'MsTimer2' has not been declared”,多半是因为MsTimers库未安装。

    MsTimer2库的安装方法:

    1, 新建一个目录名为 MsTimer2,  在 https://github.com/PaulStoffregen/MsTimer2 下载全部文件, 存入目录中。

    2, 在Arduino IDE中,点菜单“Sketch -- Import Liberary -- Add Liberary”,选择MsTimer2目录后,点确定



    三、Arduino的外部中断

    我们把一个按键开关,接在数字管脚上,触发外部中断事件。

    不是所有数字管脚都支持外部中断,对于Arduino NANO,  D2, D3两个脚支持外部中断。


    1, 准备元器件和器材

         按键开关  一个

         面包板一块

         1K 电阻一个

          杜邦线若干


    2 电路原理图


    图中:  开关接在5V与GND之间,串接一个电阻R作为限流电阻。D2接到开关上。

    当开关闭合, D2的电平为0V(低电平),  当中断有效时,将触发外部中断。


    3,用面包板接线

    把开关, 电阻插入面包板, 按上述电路原理图,用杜邦线接好线


    4, 在Arduino IDE中写个Arduino程序

    int pinInterrupt = 2; //接中断信号的脚
    
    void onChange()
    {
       if ( digitalRead(pinInterrupt) == LOW )
          Serial.println("Key Down");
       else
          Serial.println("Key UP");
    }
    
    void setup()
    {
       Serial.begin(9600); //打开串口
    
       pinMode( pinInterrupt, INPUT);//设置管脚为输入
       
       //Enable中断管脚, 中断服务程序为onChange(), 监视引脚变化
       attachInterrupt( digitalPinToInterrupt(pinInterrupt), onChange, CHANGE);
    }
    
    void loop()
    {
      // 模拟长时间运行的进程或复杂的任务。
      for (int i = 0; i < 100; i++)
      {
        // 什么都不做,等待10毫秒
        delay(10); 
      }
    }


    运行效果: 在Arduino IDE中打开串口监视窗口,可见打印的文字

    当按键按下,进入中断服务程序,打印  "Key Down"

    当按键抬起,进入中断服务程序,打印  "Key Up"


    上述程序如果在Arduino 1.0版本编译时,出现错误“NOT_AN_INTERRUPT' was not declared”,则在程序最开始处加一句

    #define NOT_AN_INTERRUPT -1


    附:attachInterrupt()函数的语法介绍
    attachInterrupt( digitalPinToInterrupt(pin) , function, mode)

    digitalPinToInterrupt(pin) :取得引脚pin的中断号 
    function:中断发生时调用的函数,此函数必须不带参数和不返回任何值。该函数称为中断服务程序。 
    mode:定义何时发生中断以下四个contstants预定有效值:

    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.

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  • Arduino中断

    千次阅读 2018-08-05 16:58:44
    中断的概念:  我们通过生活中一个简单的例子来让大家了解中断。当你正在家中看书时,突然电话铃响了,你停止看书,去接电话,和来电话的人进行... Arduino中的中断可以分为两类:外部中断和定时中断。下面我就...

    中断的概念:

         我们通过生活中一个简单的例子来让大家了解中断。当你正在家中看书时,突然电话铃响了,你停止看书,去接电话,和来电话的人进行交谈,通话结束后回来继续从刚才停止的位置看你的书。这就是生活中的“中断”的现象,就是正常的工作过程被外部的事件打断了。现在大家是不是对中断有了一个清晰地了解呢?

    中断的分类:

         Arduino中的中断可以分为两类:外部中断和定时中断。下面我就对其做一个详细的介绍。

    外部中断: 一般是指由外设发出的中断请求,即中断源在外部如:键盘中断、打印机中断等。外部中断需要外部中断源发出中断请求才能发中断。

    定时中断:主程序在运行的过程中听一段时间就进行一次中断,执行中断服务程序,不需要中断源的中断请求触发,这是有的自动进行的。

         我们可以根据实际情况的不同来确定使用什么样的中断。

    中断的函数:

    一、首先我们要介绍的是关中断和开中断即Interrupt()和noInterrupt()函数,用法如下

     

    可以被中断的代码

    Interrupt()

    不可以被中断的代码

    noInterrupt()

    可以被中断的代码

     

    二、外部中断

    1. attachInterrupt(interrupt, function, mode)

         1)interrupt:中断号,UNO只能使用 0或1 ,即代表D2 与D3口。

         2)function:调用中断函数,中断发生时调用的函数。

         3)mode:中断触发模式。

          UNO R3 支持四种中断触发模式:

          LOW          当针脚输入为低时,触发中断

          CHANGE     当针脚输入发生改变时,触发中断

          RISING       当针脚输入由低变高时,触发中断

          FALLING     当针脚输入由高变低时,触发中断

    注意:

    1:中断服务程序不能够有参数和返回值。即void  FunctionName(void){........}

    2:在中断函数中delay()函数将不再起作用

    3:在中断函数中millis()函数的值将不会增加

    4:得到的串行数据将会丢失

    5:需要在中断函数内部更改的值需要声明为volatile类型

    下面就给出一个官方实例:

    int pin = 13;                                   //LED灯的引脚

    volatile int state = LOW;                  //设置LED灯状态

     

    void setup()

    {

      pinMode(pin, OUTPUT);

      attachInterrupt(0, blink, CHANGE);  //设置触发类型为CHANGE,中断号0,即数字2口

    }

     

    void loop()

    {

      digitalWrite(pin, state);                  //对观察灯写入状态值

    }

     

    void blink()                                      //触发函数

    {

      state = !state;                               //将状态变量求反

    }

    这个例子很简单大家可以动手试着做一做。

     

    2.detachInterrupt(interrupt)

    当我们需要取消中断时,我们有下面的命令。

    detachInterrupt(interrupt)

    interrupt 是中断号。执行此语句后,系统不会对中断有反应,即上例中,系统不会再对灯状态进行改变。

     

    三、定时中断

         Arduino已经为我们写好了定时中断的库函数了,我们可以直接直接使用,这对于对底层了解较少的同学来说真是一个好消息。常用的库有FlexiTimer2.h和MsTimer2.h,这两个库的用法是大同小异的。下面对其中的几个常用的函数进行详细的介绍。这两个库你可以很轻松的从网上下载。

    1.void set(unsigned long ms, void (*f)())

         这个函数设置定时中断的时间间隔和调用的中断服务程序。ms表示的是定时时间的间隔长度,单位是ms,void(*f)()表示被调用中断服务程序,只写函数名字就可以了。

     

    2.void start()

         开启定时中断

     

    3.void stop()

         关闭定时中断

     

    注意:以上三个函数都是在MsTimer2的作用于中进行的,在使用时都要加上作用域,如:MsTimer2::start();可以通过下面这个例子来详细的了解一下定时中断。

    #include <MsTimer2.h>                    //定时器库的 头文件

    void flash()                                       //中断处理函数,改变灯的状态

    {                       

      static boolean output = HIGH;

      digitalWrite(13, output);

      output = !output;

    }

     

    void setup()

    {

      pinMode(13, OUTPUT);

     

      MsTimer2::set(500, flash);               // 中断设置函数,每 500ms 进入一次中断

      MsTimer2::start();                           //开始计时

    }

     

    void loop(){}

     

        

     

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