Popis funkcie prerušenia, práca s externým prerušením.

Prerušenie

Prerušovací podsystém umožňuje efektívnu obsluhu nepravidelných udalostí, na ktoré má mikrokontrolér reagovať. V prípade výskytu definovanej udalosti mikokontrolér preruší beh programu a venuje sa programovej obsluhe udalosti, ktorá dané prerušenie vyvolala. Po skončení tejto programovej obsluhy mikrokontrolér pokračuje vo výkone hlavného programu. Význam prerušení je hlavne v zrýchlení a zefektívnení behu programu.

V jednej chvíli (t.j. v jednom strojovom cykle) sa môžu vyskytnúť viaceré prerušenia a mikrokontrolér musí rozhodnúť, ktorá žiadosť bude vykonaná ako prvá. Na to je potrebné definovať akési poradie dôležitosti – prioritu prerušení.

Na základe priority prerušení sa určí postupnosť spracovania žiadostí v tom istom strojovom cykle. Tabuľka zdrojov prerušení pre ATmega8 je uvedená na str.46. Platí teda, že čím menšie číslo vektora prerušenia, tým ma prerušenie vyššiu prioritu. Z tabuľky teda vidíme že najväčšiu prioritu ma prerušenie od RESET a najmenšiu od SPM_RDY.

Pred použitím akéhokoľvek prerušenia sa musia prerušenia najskôr globálne povoliť. To dosiahneme pomocou funkcie sei();

Naopak v niektorých kritických častiach programu chceme prerušenie globálne zakázať. Na to slúži funkcia cli();

Vidíme teda že ATmega8 má celkovo 19 zdrojov prerušenia. V tejto časti sa budeme venovať externým prerušeniam – INT0, INT1. Z využitým ďalších zdrojov prerušenia sa zoznámime v ďalších častiach seriálu.

Zápis obsluhy prerušenia:

Na začiatku programu pridáme hlavičkový súbor #include <avr/interrupt.h> , ktorý nám zabezpečí prácu s prerušeniami.

Samotnú funkciu prerušenia potom deklarujeme takto:

ISR (vektor prerušenia) {
// … akcia prerušenia … //
}

Kompletný zoznam vektorov prerušenia pre C nájdete na adrese: https://www.nongnu.org/avr-libc/user-manual/group__avr__interrupts.html

Program s prerušením môže teda vyzerať takto:
<br /> #include <avr/interrupt.h></p> <p>// prerušenie od INT0<br /> ISR (INT0_vect) {<br /> // …nejaká akcia… //<br /> }</p> <p>int main () {<br /> sei(); //povolenie globálneho prerušenia<br /> GICR |= (1 << INT0); // povolenie prerušenia od INT0 while(1); // nekonečná slučka }

Podľa možnosti sa snažíme obslužnú funkciu prerušenia spraviť čo najkratšiu (zmeniť premennú a pod.). Robíme to preto, aby zbytočne dlhá obsluha prerušenia nebrzdila hlavný program alebo prípadne ďalšie prerušenia, ktoré môžu nastať.

Zdielané premenné:
Ak potrebujeme v obsluhe prerušenia meniť hodnotu globálnej premennej, musí byť táto premenná deklarovaná s kľúčovým slovom volatile. V opačnom prípade sa zmena hodnoty premennej vykonaná v obsluhe prerušenia neuchová po skončení obsluhy. Príklad: volatile uint8_t abc;

Externé prerušenia:

Využívame ich vtedy, ak chceme prerušenie vyvolať zvonku (napr. stlačenie tlačidla). ATmega8 má dva externé zdroje prerušenia nazvané INT0 (na pine PD2) a INT1 (na pine PD3).
Na ich obsluhu využívame dva registre (pozri datasheet strana 66):

MCUCR – pomocou bitov ISC11, ISC10, ISC01 a ISC00 v tomto registri nastavíme spôsob aktivácie externého prerušenia od INT0 a INT1.

Na výber máme tieto možnosti:
– Reakcia na nízku úroveň napätia na pine
– Zmena logického stavu na pine
– Reakcia na nábežnú hranu (rising edge)
– Reakcia na dobežnú hranu (falling edge)

Príklad:
Nastavíme reakciu INT0 na nábežnú hranu a INT1 na dobežnú hranu:
MCUCR |= (1 << ISC01) | (1 << ISC00) ; // INT0 na nábežnú hranu
MCUCR |= (1 << ISC11); //INT1 na dobežnú hranu GICR – pomocou bitov INT1 a INT0 v tomto registri povolíme prerušenia od INT0 a INT1.

Príklad:
Povolenie prerušenia od INT1:
GICR |= (1 << INT1);

Ukážkový program:

Zapnutie LED na pine PD7 pomocou INT0 a vypnutie pomocou INT1. Reakcia prerušenia na dobežnú hranu (zmenu z log. 1 na log. 0).

Schéma zapojenia:

Zdrojový kód:
<br /> #include <avr/io.h><br /> #include <avr/interrupt.h><br /> ISR(INT0_vect){<br /> PORTD |= (1 << PD7); // zapni LED } ISR(INT1_vect){ PORTD &= ~(1 << PD7); // vypni LED } int main(){ DDRD |= (1 << PD7); //PD7 ako výstupný (LED) // PD2,PD3 ako vstupné (ext. prerušenia) DDRD &= ~((1 << PD2) | (1 << PD3)); // Zapnutie interného pull-up rezistora PORTD |= (1 << PD2) | (1 << PD3); MCUCR |= (1 << ISC01); // dobežná hrana INT0 MCUCR |= (1 << ISC11); // dobežná hrana INT1 GICR |= (1 << INT1) | (1 << INT0); // povol prerušenia od INT1 a INT0 sei(); //povol globálne prerušenia while(1); // nekonečný cyklus return 0; }

Zdrojový kód – použitie globálnej premennej:
To isté ako prvý ukážkový program, ale s použitím globálnej premennej. Tip: vyskúšajte si program bez kľúčového slova „volatile“.
<br /> #include <avr/io.h><br /> #include <avr/interrupt.h></p> <p>volatile uint8_t led = 0;</p> <p>ISR(INT0_vect) {<br /> led = 1;<br /> }</p> <p>ISR(INT1_vect) {<br /> led = 0;<br /> }</p> <p>int main() {</p> <p> DDRD |= (1 << PD7); //PD7 ako výstupný (LED) // PD2,PD3 ako vstupné (ext. prerušenia) DDRD &= ~((1 << PD2) | (1 << PD3)); // Zapnutie interného pull-up rezistora PORTD |= (1 << PD2) | (1 << PD3); MCUCR |= (1 << ISC01); // dobežná hrana INT0 MCUCR |= (1 << ISC11); // dobežná hrana INT1 GICR |= (1 << INT1) | (1 << INT0); // povol prerušenia od INT1 a INT0 sei(); // globálne povolenie prerušení while(1) // nekonečný cyklus { if (led) PORTD |= (1 << PD7); // zapni LED else PORTD &= ~(1 << PD7); // vypni LED } return 0; }

Youtube video:

V ďalšej časti sa pozrieme na prácu s čítačom/časovačom a oboznámime sa s možnosťami jeho použitia.
Ďakujem za pomoc všetkým, čo sa podieľali na tvorbe tejto časti.