基礎教程11 Arduino中斷介紹
來自專欄 Arduino 魔法書
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我是潘，曾經是個工程師。這是為 http://Ardui.Co 製作的 「Arduino 公開課」 系列的入門教程。前面我們已經學會了Arduino最基本的使用，現在要介紹一些更高級的玩法：中斷，看看怎樣打斷 Arduino loop() 的循環，去執行其他任務。有任何疑問請在評論區提出，我會逐一回答。
日常生活中，中斷是一個很容易理解的概念。比如，正在寫這篇教程稿，突然間手機響了，我去接電話，通話完畢，繼續寫。這個過程就是「中斷」和「中斷處理」。鈴聲讓我中斷當前的工作，去處理更緊急的事情，處理完後，再回頭原來的工作。
電話鈴響叫做「中斷請求」，暫停寫稿稱為「中斷響應」，接電話過程就是「中斷處理」。Arduino 執行任務過程中，出現某個事件，轉而執行這一事件的程序，執行完後，再回到中斷點繼續原來的任務，就是中斷程序。
為什麼要使用中斷呢？再舉個例子，你來拜訪我，但我不知道你何時到達，你到達門口就只能在外面等著。如果門口裝個門鈴，你按一下門鈴，我就會中斷當下的工作（比如準備晚餐）去開門，這就避免了等待和浪費時間，提高處理器的執行效率。
產生中斷請求的方式，一般有三類：
- 程序或硬體出現異常或故障，稱為「異常中斷」；
- 程序執行了設定好的中斷指令（即定時器），稱為「內部中斷」；
- 感測器、按鈕等外部設備提出中斷請求，稱為「外部中斷」；（沒錯！開發板上 Reset 按鈕就是其一）
這三類中斷裡面，外部中斷最常用也最好理解，內部中斷講起來有點複雜，處理異常中斷則是一個嚴肅的難題。所以遵從從易到難的原則，我們先從外部中斷開始介紹。
對大部分 Arduino 來說，要促發外部中斷，就要用特定的引腳，不同版本 Arduino 的中斷埠的位置、編號也不同。我們一直使用的 Uno ，規定 D2、D3 是中斷觸發埠，在中斷函數的參數裡面，編號分別為 0、1。而 Due、101 等版本最厲害，所有埠都可以能觸發中斷：
更多 Arduino 版本可以參考官方文檔。
要使用中斷程序，可以直接調用 ：
attachInterrupt(interrupt, ISR, mode)
參數含義如下：
interrupt：中斷埠編號，Uno 只有0、1（即D2、D3）兩個埠
ISR：中斷服務程序，即中斷後要執行的程序mode：中斷請求的方式，可以設置成下面4種：LOW 當引腳為低電平時，觸發中斷
CHANGE 當引腳電平發生改變時，觸發中斷RISING 當引腳由低電平變為高電平時，觸發中斷
FALLING 當引腳由高電平變為低電平時，觸發中斷使用 attachInterrupt() 時要注意以下幾點：
1、中斷函數不能帶參數，也沒有返回值；2、中斷函數中，delay函數不能使用；
3、讀取串口數據的話，可能會丟失（原因後面的課程講）；4、中斷函數裡面，使用的變數需要定義為 volatile 型。這是官方給出的例子：
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);//設置觸發中斷的埠，中斷後運行的程序和觸發模式} void loop() { digitalWrite(ledPin, state);} void blink()//改變LED的狀態，如果是LOW，則改為HIGH，反之亦然{ state = !state;}
根據官方文檔建議，採用 digitalPinToInterrupt(pin) 可以自動識別不同版本的 Arduino，自動映射中斷埠。比如，interruptPin 設置為 D2，在 Uno 上自動映射為中斷埠 0，在 Leonardo 上自動映射為1，非常方便，且提高了程序兼容性。
在下一節課，我們將以實際例子來介紹外部中斷的應用。
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