Arduino întrerupe tutorialul

Întreruperile sunt o caracteristică puternică a microcontrolerelor care vă permit să gestionați evenimentele asincron. Spre deosebire de sondaj, care verifică continuu evenimentele, întreruperile răspund imediat atunci când are loc un eveniment specific, cum ar fi o apăsare a butonului sau o revărsare a cronometrului. Acest tutorial vă va ghida prin înțelegerea și utilizarea întreruperilor cu Arduino.

Ce vei avea nevoie

Arduino UNO (sau o placă compatibilă)
Buton de apăsare
Rezistență de 10k-ohm (pentru configurarea derulantă)
Rezistență LED și 220-ohm (opțional)
Tablă de pâine și jumper
Arduino IDE instalat pe computer

Pasul 1: Ce sunt întreruperile?

O întrerupere a întreruperii temporar a execuției programului principal pentru a gestiona un eveniment specific. Odată ce evenimentul este procesat, programul reia acolo unde a plecat. Întreruperile sunt gestionate folosind funcții speciale numite Rutine de serviciu de întrerupere (ISR).

Tipuri de întreruperi în Arduino

Întreruperi externe: Declanșat de evenimente pe pini specifici (de exemplu, pinul 2 sau 3 pe Arduino Uno).
Întreruperea schimbării pinului: Declanșat de o schimbare pe orice pin digital.
Întreruperea cronometrului: Declanșat de revărsări de cronometru sau comparați meciurile.

Pasul 2: Utilizarea întreruperilor externe

Arduino Uno acceptă întreruperi externe pe pinii 2 și 3. Puteți configura aceste întreruperi pentru a declanșa:

Rising: Semnalul merge de la scăzut la mare.
Cădere: Semnalul merge de la mare la scăzut.
SCHIMBA: Semnalul modifică starea (scăzută până la mare sau mare până la scăzută).
SCĂZUT: Semnalul rămâne scăzut.

Exemplu de cod: detectarea unui buton Apăsați

Acest exemplu comută un LED când este apăsat un buton conectat la PIN 2.

#define buttonPin 2 // Interrupt pin
#define ledPin 13   // Built-in LED

volatile bool ledState = false; // Shared variable between ISR and main code

void handleInterrupt() {
  ledState = !ledState; // Toggle LED state
  digitalWrite(ledPin, ledState);
}

void setup() {
  pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP); // Enable internal pull-up resistor
  pinMode(ledPin, OUTPUT);

  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(buttonPin), handleInterrupt, FALLING); // Trigger on button press
}

void loop() {
  // Main loop does nothing; interrupt handles the LED
}

Explicaţie

attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pin), ISR, mode): Configurează întreruperea.
- pin: Pinul de întrerupere (de exemplu, pinul 2 sau 3 pe Arduino Uno).
- ISR: Rutina serviciului de întrerupere pentru a executa.
- mode: Starea de declanșare (RISING, FALLING, CHANGE, sau LOW).
digitalPinToInterrupt(pin): Convertește un număr PIN în numărul său de întrerupere.

Pasul 3: Utilizarea întreruperilor de schimbare a pinului

Întreruperile de schimbare a pinului vă permit să detectați modificări pe orice pin digital. Aceasta necesită biblioteci suplimentare, cum ar fi Activați întreruperea.

Exemplu de cod: întreruperea modificării pinului

#include <EnableInterrupt.h>
#define pin 4 // Pin to monitor

void handlePinChange() {
  Serial.println("Pin state changed!");
}

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  enableInterrupt(pin, handlePinChange, CHANGE); // Trigger on any state change
}

void loop() {
  // Main loop does nothing; interrupt handles the event
}

Instalarea bibliotecii

Pentru a utiliza întreruperea schimbărilor PIN, instalați Activați întreruperea Biblioteca prin Managerul Bibliotecii Arduino.

Pasul 4: întreruperea cronometrului

Întreruperile de cronometru sunt utile pentru programarea sarcinilor la intervale precise. Consultați la Tutorialul Timer Arduino Pentru detalii despre configurarea întreruperilor de cronometru.

Exemplu: clipirea unui LED cu întreruperea Timer1

#define ledPin 13

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

  // Configure Timer1
  noInterrupts(); // Disable interrupts during setup
  TCCR1A = 0;
  TCCR1B = 0;
  TCNT1 = 0;

  OCR1A = 15624; // Compare match value for 1Hz (1-second interval)
  TCCR1B |= (1 << WGM12); // CTC mode
  TCCR1B |= (1 << CS12) | (1 << CS10); // 1024 prescaler
  TIMSK1 |= (1 << OCIE1A); // Enable Timer1 compare interrupt

  interrupts(); // Enable interrupts
}

ISR(TIMER1_COMPA_vect) {
  digitalWrite(ledPin, !digitalRead(ledPin)); // Toggle LED
}

void loop() {
  // Main loop does nothing; Timer1 handles the LED
}

Pasul 5: Cele mai bune practici pentru utilizarea întreruperilor

Păstrați ISRS scurt: Evitați întârzierile sau calculele complexe în ISR -uri pentru a asigura un răspuns rapid.
Evitați comunicarea în serie în ISRS: Este posibil ca funcțiile seriale să nu funcționeze în mod fiabil în interiorul unui ISR.
Utilizare volatile Pentru variabilele partajate: Marcați variabilele împărtășite între ISR și programul principal ca volatile pentru a preveni problemele de optimizare a compilatorului.
Debunerea intrărilor: Manevrați logica de debutare în software sau hardware pentru semnale zgomotoase, cum ar fi apăsări de butoane.
Dezactivați întreruperea în timpul secțiunilor critice: Utilizare noInterrupts() şi interrupts() Pentru a proteja secțiunile de cod critice.

Aplicații de întreruperi

Butonul de manipulare apasă fără votare
Citirea codificatoarelor rotative
Evenimente critice de sincronizare (de exemplu, control precis al motorului)
Programarea sarcinilor periodice
Reacționarea la semnale externe (de exemplu, senzori, evenimente de comunicare)

Depanare

Întrerupe nu declanșarea: Asigurați -vă că sunt configurate pinul și modul corect.
Comportament instabil: Debuneți semnalele zgomotoase și evitați ISR -urile lungi.
Conflicte cu bibliotecile: Unele biblioteci folosesc întreruperi interne (de exemplu, Servo, PWM). Nu asigurați niciun conflict cu codul dvs.

Concluzie

Întreruperile permit gestionarea receptivă și eficientă a evenimentelor în proiectele Arduino. Învățând să utilizați întreruperi externe, PIN SCHIMBARE și TIMER, puteți crea aplicații robuste și precise. Experimentați cu diferite tipuri de întreruperi pentru a vă îmbunătăți proiectele și a optimiza performanța!