Ariduino入门笔记——8. Arduino 默认函数(中断事件)

た入场券 2023-01-19 04:36 10阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  一个恶心但是能说明一切的场景
 *  attachInterrupt()
 *   *  函数原型
     *   *  参数说明
         *  返回值
     *  关于中断编号
     *  detachInterrupt()
     *  函数原型
 *  interrupts()
 *   *  函数原型
 *  noInterrupts()
 *   *  函数原型

# 一个恶心但是能说明一切的场景 #

对于控制系统来说，有一种很重要的业务场景，在Arduino的定义里，叫中断信号控制。

> 我们用大白话来举个栗子，假设你正在厕所LS，你的电话放在其他房间里，而此时你的老板、甲方或者女朋友突然给你打电话，如果此时你不去接这个电话，你有可能面临非常严重的后果。所以，即便你十分烦躁，也要提着裤子去接电话。只有解决了紧急的电话事件，你才能回到LS的任务进程中。

在实际的系统里存在大量的类似场景，比如用Arduino控制LED跑马灯，用一些针脚监控某些特别的模块，当脉冲信号产生的时候，就需要立即进行处理，就好像我上面提到的那个场景。那么，在Arduino中，一共提供了4个信号控制函数，我们一一道来。

# attachInterrupt() #

还是那样，如果只看官方的说明，还是会云里雾里。这里简单的说一下，大多数跟IO相关的事务，大多都有在任务启动前需要用户进行调用的类似**bind**的函数。这里也是一样，如果要启动信号中断任务，也需要用 **attachInterrupt** 去启动事件监听机制。

当设置了之后，Arduino就启动了中断事件监听的功能，不过Arduino本身并不支持所有的Pin进行中断事件监听。于是官方给了如下一张表，表中表明了对于不同的平台，有哪些针脚可以使用：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>Arduino平台</th> 
   <th>支持中断的针脚</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Uno, Nano, Mini, 其他以基于328的平台</td> 
   <td>2, 3</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Uno WiFi Rev2., 全部的Nano</td> 
   <td>所有的数字针脚</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Mega, Mega2560, Mega ADK</td> 
   <td>2, 3, 18, 19, 20, 21</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Micro, Leonardo</td> 
   <td>0, 1, 2, 3, 7</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Zero</td> 
   <td>除4号引脚外的所有数字针脚</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>MKR Family</td> 
   <td>0, 1, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A1, A2</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Nano 33 IoT</td> 
   <td>2, 3, 9, 10, 11, 13, A1, A5, A7</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Nano 33 BLE, Nano 33 BLE Sense</td> 
   <td>全部针脚</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Due</td> 
   <td>所有数字引脚</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  Mega, Mega2560, Mega ADK， 20和21针脚，在启动**I2C**时候无法使用

在使用过程中，需要注意一些情况：

*  中断函数作用期间内，时间函数基本不起作用（例如，delay, millis，micros, 因为这些函数本身依赖于中断信号）
 *  delayMicroseconds 是唯一可以在中断函数中执行的时间函数
 *  在函数中接收的串行数据可能会丢失
 *  中断处理函数不接受任何传入任何参数，也不返回任何返回值
 *  中断处理函数越精简越好
 *  有多个中断处理函数时，Arduino一次只能处理一个，其他的只有在当前函数执行完毕后才会依次执行
 *  主程序和中断程序之间只有通过全局变量进行传值，因此为确保这些全局变量的正常，需要使用 volatile 关键字进行修饰

## 函数原型 ##

*  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pin), ISR, mode) (recommended)
 *  attachInterrupt(interrupt, ISR, mode) (not recommended)
 *  attachInterrupt(pin, ISR, mode) (Not recommended. Additionally, this syntax only works on Arduino SAMD Boards, Uno WiFi Rev2, Due, and 101.)

### 参数说明 ###

*  interrupt: 中断编号，在老式的版本中通常直接赋值中断编号，由于兼容性问题，不推荐使用第二、三种函数原型形式
 *  pin: 中断引脚号
 *  ISR: 中断服务程序名
 *  mode：中断模式

**中断模式(mode)有以下几种形式：**

*  LOW 当引脚为低电平时触发中断服务程序
 *  CHANGE 当引脚电平发生变化时触发中断服务程序
 *  RISING 当引脚电平由低电平变为高电平时触发中断服务程序
 *  FALLING 当引脚电平由高电平变为低电平时触发中断服务程序

对于 Due, Zero and MKR1000 板来说有：

*  HIGH 当引脚为高电平时触发中断服务程序

### 返回值 ###

Nothing

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;
    }

## 关于中断编号 ##

从官方的文档描述中，感觉是由于历次版本API的迭代更新，做的一个妥协。因为在早期版本中，是使用中断编号而不是引脚的方案，所以官方强烈推荐用户使用 **digitalPinToInterrupt(pin),** 这个函数。由于不同版本的Arduino设备，启动对应的**ISR**服务，它的中断号是不一样的，所以，它的作用相当于在不同版本的Arduino设备上做了一层翻译的封装。

因此对于一些老程序来说，就可以使用它就可以尽可能的做最小的改动工作。为了方便理解，官方给出了一个 digitalPinToInterrupt 中断编号和引脚号对应表，表中中间部分是引脚号，上方的列名是旧版本对应的中断编号，而左侧行名是各种不同的Arduino设备列表。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>Board</th> 
   <th>Int.0</th> 
   <th>Int.1</th> 
   <th>Int.2</th> 
   <th>Int.3</th> 
   <th>Int.4</th> 
   <th>Int.5</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Uno, Ethernet</td> 
   <td>2</td> 
   <td>3</td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Mega2560</td> 
   <td>2</td> 
   <td>3</td> 
   <td>21</td> 
   <td>20</td> 
   <td>19</td> 
   <td>18</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>32u4 based</td> 
   <td>3</td> 
   <td>2</td> 
   <td>0</td> 
   <td>1</td> 
   <td>7</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## detachInterrupt() ##

有了 **attachInterrupt** 自然就有了 **detachInterrupt**, 其作用就跟 **unbind** 的原理是一样的，就是解除ISR服务，使中断任务失效，Arduino不再需要继续监听中断事件了。

## 函数原型 ##

*  detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pin)) (recommended)
 *  detachInterrupt(interrupt) (not recommended)
 *  detachInterrupt(pin) (Not recommended. Additionally, this syntax only works on Arduino SAMD Boards, Uno WiFi Rev2, Due, and 101.)

# interrupts() #

如果你的程序希望在执行到某些阶段时暂停中断事件监听，你就需要使用 **noInterrupts** 而重新启用监听事件，则使用 **interrupts**

## 函数原型 ##

*  interrupts()
 *  无参数无返回

# noInterrupts() #

如果你的程序希望在执行到某些阶段时暂停中断事件监听，你就需要使用 **noInterrupts** 而重新启用监听事件，则使用 **interrupts**

## 函数原型 ##

*  noInterrupts()
 *  无参数无返回