AVR开发 Arduino方法(二) 中断子系统

在了解ATMega328P的中断子系统之前，首先要了解中断的概念。你正在看书，这时电话响了，你会怎么做呢？相信大多数人会这样：先标记看到的位置，接完电话回来后继续阅读。这就是一个现实生活中中断的例子，我们把“电话响了”成为中断源。

ATMega328P拥有26个中断源，如下表所示：

　　这里以外部中断0为例了解对中断子系统的编程，沿用上一章中用于数字输入示例的电路：

 1 const byte ledPin = 13;

 2 const byte interruptPin = 2;

 3 volatile byte state = LOW;

 4 

 5 void setup() {

 6   pinMode(ledPin, OUTPUT);

 7   pinMode(interruptPin, INPUT_PULLUP);

 8   attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(interruptPin), blink, CHANGE);

 9 }

10 

11 void loop() {

12   digitalWrite(ledPin, state);

13 }

14 

15 void blink() {

16   state = !state;

17 }

　　与外部中断相关的Arduino库函数有：

　　attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pin), ISR, mode)：启用指定引脚的外部中断并连接到指定中断服务程序
　　pin：指定外部中断的引脚
　　ISR：指定中断服务程序的名称
　　mode：LOW（低电平触发中断），CHANG（逻辑电平变化触发中断），RISING（上升沿触发中断）或FALLING（下降沿触发中断）
　　detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pin))：禁用指定中断
　　pin：指定取消外部中断的引脚
　　interrupts()：开启总中断
　　noInterrupts()：禁用总中断

　　ATMega328P的外部中断由3个寄存器控制，外部中断控制寄存器EICRA用于设置外部中断的触发方式，ISCx[1:0]（x = 0, 1）设置为00时，由低电平触发中断；设置为01时，由逻辑电平变化触发中断；设置为10时，为下降沿触发中断；设置为11时，为上升沿触发中断。EICRA寄存器的结构如下图所示：

　　外部中断屏蔽寄存器EIMSK用于设置是否屏蔽外部中断，若向其中某位写入1，则该位控制的外部中断启用；写入0则禁用。EIMSK寄存器的结构如下图所示：

　　外部中断标志寄存器EIFR在外部中断被触发时，相应的标志位被置1。该寄存器由CPU自动清0，不需要手动配置。

　　通过直接访问寄存器改写以上程序为：

 1 volatile byte state = LOW;

 2 

 3 void setup() {

 4   DDRB |= (1 << PB5);

 5   

 6   DDRD &= ~(1 << PD2);

 7   PORTD |= (1 << PD2);

 8   EICRA &= ~(1 << ISC01) & ~(1 << ISC00);

 9   EIMSK |= (1 << INT0);

10   sei(); // 启用总中断

11 }

12 

13 void loop() {

14   if (state == HIGH) {

15     PORTB |= (1 << PB5);

16   } else {

17     PORTB &= ~(1 << PB5);

18   }

19 }

20 

21 // 外部中断0中断处理函数

22 ISR(INT0_vect) {

23   state = !state;

24 }