Что такое аппаратные прерывания в Arduino. Как настроить и использовать прерывания в скетчах. Какие преимущества дает применение прерываний в проектах на Arduino.
Что такое аппаратные прерывания в Arduino и зачем они нужны
Аппаратные прерывания — это механизм, позволяющий микроконтроллеру Arduino мгновенно реагировать на внешние события. Они позволяют прервать выполнение основной программы и немедленно обработать важное событие.
Основные преимущества использования прерываний:
- Мгновенная реакция на события без постоянного опроса входов
- Экономия ресурсов процессора
- Возможность обработки коротких импульсных сигналов
- Упрощение кода за счет выделения обработки событий в отдельные функции
Как работают прерывания? При возникновении события на определенном пине Arduino прерывает выполнение основной программы, вызывает функцию обработки прерывания, а затем возвращается к выполнению основного кода. Это происходит практически мгновенно.
Настройка и использование аппаратных прерываний в скетчах Arduino
Для использования прерываний в Arduino необходимо выполнить следующие шаги:
- Выбрать пин, поддерживающий прерывания (обычно это пины 2 и 3 на Arduino Uno)
- Написать функцию обработки прерывания
- Настроить прерывание с помощью функции attachInterrupt()
Пример настройки прерывания на пине 2:
void setup() {
pinMode(2, INPUT_PULLUP);
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2), myISR, FALLING);
}
void myISR() {
// Код обработки прерывания
}
В этом примере функция myISR будет вызываться при падении сигнала на пине 2.
Виды аппаратных прерываний в Arduino и их особенности
Arduino поддерживает несколько видов аппаратных прерываний:
- LOW — срабатывает при низком уровне сигнала
- CHANGE — срабатывает при любом изменении сигнала
- RISING — срабатывает при переходе с низкого на высокий уровень
- FALLING — срабатывает при переходе с высокого на низкий уровень
Какой тип выбрать? Это зависит от задачи. Например, FALLING удобно использовать для обработки нажатия кнопки, а CHANGE — для отслеживания вращения энкодера.
Особенности работы с прерываниями
При работе с прерываниями важно учитывать следующие моменты:
- Функция обработки прерывания должна быть максимально короткой
- В ней нельзя использовать delay() и другие блокирующие функции
- Переменные, изменяемые в прерывании, должны быть объявлены как volatile
Соблюдение этих правил обеспечит корректную и эффективную работу прерываний в вашем проекте.
Применение аппаратных прерываний в проектах Arduino
Аппаратные прерывания широко применяются в различных проектах на Arduino. Рассмотрим несколько примеров их использования:
Счетчик импульсов
Прерывания идеально подходят для подсчета быстрых импульсов, например, от датчика расхода воды или энкодера двигателя.
volatile int pulseCount = 0;
void setup() {
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2), countPulse, RISING);
}
void countPulse() {
pulseCount++;
}
Обработка сигналов с датчиков
Прерывания позволяют мгновенно реагировать на сигналы с датчиков, например, датчика движения или удара.
void setup() {
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(3), motionDetected, RISING);
}
void motionDetected() {
// Включаем сигнализацию или выполняем другие действия
}
Управление временными интервалами
С помощью прерываний можно организовать точное измерение временных интервалов или генерацию сигналов заданной частоты.
Оптимизация кода с использованием аппаратных прерываний
Применение прерываний позволяет значительно оптимизировать код Arduino-проектов. Как это работает?
- Освобождение основного цикла от постоянных проверок
- Уменьшение задержек реакции на события
- Возможность выполнения параллельных задач
Пример оптимизации кода с использованием прерываний:
// Без прерываний
void loop() {
if (digitalRead(2) == LOW) {
buttonPressed();
}
// Другой код
}
// С прерываниями
void setup() {
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2), buttonPressed, FALLING);
}
void loop() {
// Другой код без проверки кнопки
}
В этом примере использование прерывания освобождает основной цикл от необходимости постоянно проверять состояние кнопки.
Ограничения и особенности работы с аппаратными прерываниями в Arduino
При работе с аппаратными прерываниями в Arduino важно учитывать некоторые ограничения и особенности:
- Ограниченное количество пинов, поддерживающих прерывания
- Возможность пропуска прерываний при их частом возникновении
- Необходимость защиты от дребезга контактов при работе с механическими переключателями
Как решить эти проблемы? Для увеличения количества прерываний можно использовать внешние расширители портов. Защиту от дребезга можно реализовать программно или аппаратно с помощью конденсаторов.
Приоритеты прерываний
В Arduino все прерывания имеют одинаковый приоритет. Это означает, что если во время обработки одного прерывания возникнет другое, оно будет обработано только после завершения текущего обработчика.
Сравнение аппаратных и программных прерываний в Arduino
Помимо аппаратных, в Arduino существуют также программные прерывания. В чем их отличие?
| Аппаратные прерывания | Программные прерывания |
|---|---|
| Вызываются внешними событиями | Вызываются таймерами |
| Мгновенная реакция | Возможны задержки |
| Ограниченное количество | Можно создать много |
Какой тип прерываний выбрать? Аппаратные прерывания лучше использовать для обработки внешних событий, требующих мгновенной реакции. Программные прерывания подходят для выполнения периодических задач.
Комбинирование аппаратных и программных прерываний
Для создания сложных систем можно комбинировать оба типа прерываний. Например, аппаратное прерывание может использоваться для обнаружения события, а программное — для его обработки через заданный интервал времени.
Отладка и тестирование кода с аппаратными прерываниями
Отладка кода с использованием прерываний может быть непростой задачей. Как эффективно тестировать такие программы?
- Использование светодиодов для индикации срабатывания прерываний
- Вывод отладочной информации через Serial порт
- Применение логических анализаторов для точного отслеживания событий
Пример кода с отладочной информацией:
volatile bool interruptFlag = false; void setup() { Serial.begin(9600); attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(2), setFlag, FALLING); } void loop() { if (interruptFlag) { Serial.println("Interrupt occurred!"); interruptFlag = false; } } void setFlag() { interruptFlag = true; }
Этот код позволяет отслеживать срабатывание прерывания через Serial монитор.
Типичные ошибки при работе с прерываниями
При работе с прерываниями часто встречаются следующие ошибки:
- Использование блокирующих функций в обработчике прерывания
- Забывание объявлять переменные как volatile
- Слишком длинные функции обработки прерываний
Как избежать этих ошибок? Внимательно следите за кодом в обработчиках прерываний, делайте их максимально короткими и используйте флаги для обмена данными между прерываниями и основным кодом.
ОШИБКА — 404 — НЕ НАЙДЕНА
- Главная
- Четыре-но-четыре
Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.
Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.
Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?
Беспроводной приемопередатчик RFM69HCW — 915 МГц
Осталось всего 4! COM-13909
4
Избранное Любимый 32
Список желаний
FLIR Lepton 2.5 — тепловизионный модуль
Осталось всего 7! SEN-16465
209,95 $
Избранное Любимый 4
Список желаний
МИКРОЭ 3D Зал 5 Click
Нет в наличии SEN-19917
14,95 $
Избранное Любимый 0
Список желаний
MIKROE IR Sense 2 Click
Нет в наличии СЕН-20011
20,95 $
Избранное Любимый 0
Список желаний
Опрос клиентов SparkFun 2020
6 октября 2020 г.
Расскажите о нас!
Избранное Любимый 0
Начните работу с Raspberry Pi Zero 2 W
23 декабря 2021 г.
Новый базовый комплект, в который входит Raspberry Pi Zero 2 W, вместе с двумя новыми ИК-датчиками и отверткой MicroMod.
Избранное Любимый 1
Беспроводной радиоуправляемый робот с Arduino и XBees
12 марта 2019 г.
В этом руководстве мы расширим SIK для RedBot, чтобы управлять роботом по беспроводной сети с помощью радио XBee! Мы изучим другой микроконтроллер и будем управлять RedBot на расстоянии по беспроводной сети.
Избранное Любимый 7
Как собрать опорную станцию GNSS своими руками
15 октября 2020 г.
Узнайте, как прикрепить антенну GNSS, использовать PPP для получения ее координат ECEF, а затем транслировать собственные данные RTCM через Интернет и сотовую связь с помощью NTRIP, чтобы увеличить прием ровера до 10 км!
Избранное Любимый 14
- Электроника SparkFun®
- 6333 Dry Creek Parkway, Niwot, Colorado 80503
- Настольный сайт
- Ваш счет
- Авторизоваться
- регистр
Прерывания Arduino и синхронизированные события
Настройка конфиденциальностиОсновные (2)
Основные файлы cookie обеспечивают выполнение основных функций и необходимы для правильной работы веб-сайта.
Показать информацию о файлах cookie Скрыть информацию о файлах cookie
| Имя | Печенье Борлабс |
|---|---|
| Провайдер | Владелец этого веб-сайта, Выходные данные |
| Назначение | Сохраняет настройки посетителей, выбранные в окне файлов cookie Borlabs Cookie. |
| Имя файла cookie | borlabs-cookie |
| Срок действия файла cookie | 1 год |
| Имя | эзоик |
|---|---|
| Провайдер | Ezoic Inc, 6023 Innovation Way 2nd Floor, Карлсбад, Калифорния 92009, США |
| Назначение | Необходим для основных функций сайта. |
| Политика конфиденциальности | Ezoic Website Privacy Policy |
| Имя файла cookie | ez*, cf*, unique_id, __cf*, __utmt* |
| Срок действия файла cookie | 1 год |
Предпочтения (1)
Настройки
Файлы cookie предпочтений хранят информацию о представлении и функциях веб-сайта, например, отображается ли оптимизированная или исходная версия веб-сайта.
Показать информацию о файлах cookie Скрыть информацию о файлах cookie
| Принять | Ezoic — Настройки |
|---|---|
| Имя | Ezoic — Настройки |
| Провайдер | Ezoic Inc, 6023 Innovation Way 2nd Floor, Карлсбад, Калифорния 92009, США |
| Назначение | Запоминать информацию, которая меняет поведение или внешний вид сайта, например предпочитаемый язык или регион, в котором вы находитесь. |
| Политика конфиденциальности | Ezoic Website Privacy Policy |
| Имя файла cookie | ez*, sitespeed_preview, FTNT*, SITESERVER, SL*, speed_no_process, GED_PLAYLIST_ACTIVITY, __guid |
| Срок действия файла cookie | 1 год |
Статистика (1)
Статистика
Статистические файлы cookie собирают информацию анонимно.
Эта информация помогает нам понять, как наши посетители используют наш веб-сайт.
Показать информацию о файлах cookie Скрыть информацию о файлах cookie
| Принять | Эзоик — Статистика |
|---|---|
| Имя | Эзоик — Статистика |
| Провайдер | Ezoic Inc, 6023 Innovation Way 2nd Floor, Карлсбад, Калифорния 92009, США |
| Назначение | Помогает понять, как посетители взаимодействуют с веб-сайтами, собирая и сообщая информацию анонимно. |
| Политика конфиденциальности | Ezoic Website Privacy Policy |
| Имя файла cookie | ez*, __qca, _gid, _ga, _gat, AMP_ECID_EZOIC, __utm*, _ga* |
| Срок действия файла cookie | 1 год |
Маркетинг (1)
Маркетинг
Маркетинговые файлы cookie используются сторонними рекламодателями или издателями для отображения персонализированной рекламы.
Они делают это, отслеживая посетителей на веб-сайтах.
Показать информацию о файлах cookie Скрыть информацию о файлах cookie
| Принять | Эзоик — Маркетинг |
|---|---|
| Имя | Эзоик — Маркетинг |
| Провайдер | Ezoic Inc, 6023 Innovation Way 2nd Floor, Карлсбад, Калифорния 92009, США |
| Назначение | Используются для отслеживания посетителей веб-сайтов. Цель состоит в том, чтобы отображать релевантные и привлекательные для отдельного пользователя объявления. |
| Политика конфиденциальности | Ezoic Website Privacy Policy |
| Имя файла cookie | ez*, _sm_au, cto*, __gads, mind*, _ym_uid, GoogleAdServingTest |
| Срок действия файла cookie | 1 год |
Внешние носители (1)
Внешние носители
Контент с видеоплатформ и социальных сетей по умолчанию заблокирован.
Если файлы cookie внешних носителей принимаются, доступ к этому содержимому больше не требует ручного согласия.
Показать информацию о файлах cookie Скрыть информацию о файлах cookie
| Принять | YouTube |
|---|---|
| Имя | YouTube |
| Провайдер | Google Ireland Limited, Gordon House, Barrow Street, Dublin 4, Ирландия |
| Назначение | Используется для разблокировки контента YouTube. Похожие записи |