Джереми Блум - Изучаем Arduino - инструметы и методы технического волшебства

• электролитический конденсатор 10 мкФ;

• микросхема 74НС14 (шесть инверторов с триггерами Шмитта);

• набор перемычек;

• 2 макетные платы.

На странице http://www.exploringarduino.com/content/ch12 можно загрузить программный код, видеоуроки и другие материалы для данной главы. Кроме того, листинги примеров можно скачать со страницы www.wiley.com/go/exploringarduino в разделе Downloads.

Все предыдущие программы работали в синхронном режиме. В связи с этим возникали проблемы, например, выполнение команды delay() останавливает программу на некоторое время и не дает возможности Arduino осуществлять другие действия.

В главе 1 мы создали программный таймер, использующий функцию millis(), что

- 254 -

позволило избежать временного блокирования платы Arduino функцией delay().

Продолжим эту тему, добавив два таймера и аппаратные прерывания. Прерывания позволяют выполнять программу асинхронно, при наступлении определенного события (истечение временного интервала, изменение состояния входов и т. д.). Прерывания, как и следует из их названия, дают возможность остановить ход текущей программы Arduino, выполнить код прерывания, а затем вернуться к прерванной задаче. Далее мы узнаем, как осуществить прерывания по времени и при изменении состояния контактов. На основе этих знаний мы построим систему аппаратных прерываний и напишем программу, использующую прерывания таймера.

ПРИМЕЧАНИЕ

Видеоурок по прерываниям и аппаратному устранению дребезга можно посмотреть на странице

http://www.jeremyblum.com/2011103/07/arduino-tutorial-10-interrupts-and1hardware-debouncing [15] На русском: http://wiki.amperka.ru/видеоуроки:10-прерывания-и-аппаратная-стабилизация. . Найти данный видеофайл можно и на странице издательства Wiley.

Аппаратные прерывания происходят при наступлении (или изменении) заданного состояния на входах-выходах. Аппаратное прерывание полезно, например, когда нужно изменить значение переменной, не проверяя непрерывно состояние кнопки.

Ранее мы устраняли дребезг путем опроса состояния кнопки в цикле. Этот прием отлично работает, если время выполнения остальной части программы невелико.

Но предположим, вы устраняете дребезг в цикле, выполнение которого занимает значительное время. Например, в основном цикле программы изменяется яркость

Рис. 12.1. Влияние внешнего прерывания на ход выполнения программы

- 255 -

светодиода или скорость двигателя с помощью оператора for() с некоторой задержкой delay(). Возникает опасность пропустить нажатие кнопки, которое происходит в момент выполнения главной программы. Вот здесь и приходят на помощь прерывания. Определенные контакты на плате Arduino могут вызывать внешние аппаратные прерывания. Вы выполняете главную программу, и при возникновении внешнего прерывания запускается специальная процедура его обработки (рис. 12.1), причем прерывание может наступить в любом месте программы.

Аппаратные прерывания являются альтернативой опроса состояния входов в цикле loop(). Они не лучше и не хуже, всегда есть выбор между ними. При проектировании системы необходимо учитывать все факторы и выбрать вариант, наиболее подходящий для вашего приложения. Далее рассмотрим основные различия между опросом входов и прерываниями, чтобы понять, что лучше подойдет для конкретного проекта.

Благодаря встроенному языку программирования Arduino программировать внешние прерывания сравнительно просто. Однако организовать опрос контактов в цикле еще проще, все, что требуется - это вызов команды digitalRead(). Если нет безусловной необходимости в аппаратных прерываниях, то лучше их не применять, т. к. код программы усложнится.

С точки зрения аппаратной реализации между опросом контакта в цикле и прерыванием нет разницы, т. к. в обоих случаях считывается состояние входа. Тем не менее, при наличии дребезга ( см. главу 2) возникает серьезная проблема: процедура обработки прерывания может быть вызвана несколько раз. Самое неприятное, что в процедуре обработки прерывания нельзя задействовать функцию программного устранения дребезга, потому что невозможен вызов функции ctelay(). Поэтому, если вы хотите использовать прерывание для входа с дребезгом, необходимо устранить дребезг аппаратно.