Микроконтроллер общается с внешним миром посредством портов ввода/вывода. Порт представляет собой совокупность выводов микроконтроллера объединенных в группу. Каждый вывод порта можно независимо от других выводов конфигурировать на вход или на выход. Также многие выводы микроконтроллеров AVR имеют альтернативные функции. Одна из таких функций – это прерывание по изменению состояния вывода, так называемое внешнее прерывание. Об этом прерывании мы сегодня и поговорим. 

   Для примера будем рассматривать микроконтроллер ATmega16. 

   У него три внешних прерывания - INT0, INT1 и INT2. Эти прерывания жестко «привязаны» к выводам PD2, PD3 и PB2 и переназначить их на другие выводы нельзя. 

   Когда используются внешние прерывания, выводы PD2, PD3 и PB2  конфигурируются на вход. Однако если они настроены на  выход, внешние прерывания тоже будут генерироваться при изменении их состояния, что позволяет реализовать программные прерывания. 

 

 

   Для разрешения или запрещения внешних прерываний предназначен управляющий  регистр GICR (General Interrupt Control Register).

 

   Установка битов INT1, INT0 или INT2 разрешает прерывания при возникновении события на соответствующем выводе микроконтроллера AVR, а сброс — запрещает.

 

   Естественно нужно установить еще и флаг глобального разрешения прерываний -  I, который расположен в регистре SREG. Без него вообще ни одно прерывание вызываться не будет.

 

Внешнее прерывание может происходить по одному из условий:

– по низкому уровню на выводах INT0, INT1, 

– по любому изменению логического уровня на выводах INT0, INT1

– по спадающему фронту сигнала на выводах INT0, INT1, INT2,

– по нарастающему фронту на выводах INT0, INT1, INT2.

 

Небольшая иллюстрация, чтобы уяснить разницу между фронтом и уровнем сигнала. 

 

 

   Условия генерации прерываний устанавливаются с помощью конфигурационных регистров. Для INT0, INT1 – это регистр MCUCR (MCU Control Register). Для INT2 – MCUCSR (MCU Control and Status Register)

   

   В таблице ниже приведены возможные значения разрядов ISC01, ISC00 и соответствующие им условия генерации внешнего прерывания. 

 

   Для прерывания INT1 таблица выглядит аналогично, только управляющие разряды другие — это ISC11 и ISC10. 

 

   Прерывание INT2 может происходить только по фронтам сигнала, поэтому для установки условий используется всего один бит - это бит ISC2 регистра MCUCSR.

 

  Кстати, при смене значения бита ISC2 может быть сгенерировано прерывание INT2. Чтобы этого не происходило, нужно производить модификацию бита ISC2 так: запретить внешнее прерывание, поменять бит ISC2, сбросить флаг прерывания — INTF2 (смотри ниже) и опять разрешить прерывание INT2.

 

    Обнаружение фронтов сигналов на выводах INT0/INT1 осуществляется синхронно, то есть по сигналу тактового генератора. Минимальная длительность входного импульса, гарантирующая генерацию прерывания, составляет один период тактового сигнала микроконтроллера AVR.

    Внешние прерывания INT0/INT1 сконфигурированные на срабатывание по низкому уровню обрабатываются асинхронно. Для генерации прерывания, уровень должен удерживаться до окончания выполнения текущей команды. Если после обработки прерывания уровень еще удерживается, прерывание будет вызвано снова. 

    Обнаружение перепадов сигнала на выводе INT2 тоже осуществляется асинхронно. Минимальная длительность импульса, гарантирующая генерацию прерывания, составляет 50 нс.

    Внешние прерывания, обнаруживаемые асинхронно, могут быть использованы для пробуждения микроконтроллера, находящегося в любом из шести режимов пониженного энергопотребления. Об этом будет отдельный материал.  

 

   Последний регистр, имеющий отношение к внешним прерываниям, - это статусный регистр GIFR (General Interrupt Flag Register). В нем содержатся флаги, устанавливаемые в случае формирования запроса на внешнее прерывание. 

 

 

   Рассмотрим простой пример использования внешнего прерывания — опрос тактовой кнопки.

 

   

#include <ioavr.h>

#include <intrinsics.h>

#include "lcd_lib.h"

 

#define PIN_INT0 PD2

volatile unsigned char flagInt0 = 0;

 

int main( void )

{

  LCD_Init(); 

  

  DDRD &= ~(1<<PIN_INT0);

  PORTD |= (1<<PIN_INT0); 

  GICR |= (1<<INT0);

  MCUCR |= (1<<ISC01)|(0<<ISC00);

  

  __enable_interrupt();

  

  while(1){

    if (flagInt0){

       LCD_Goto(0,0);

       LCD_SendString("on ");

       flagInt0 = 0;  

       __delay_cycles(16000000);

       LCD_Goto(0,0);

       LCD_SendString("off");

    } 

  }

  return 0;

}

 

#pragma vector=INT0_vect

__interrupt void int0(void) 

{

  unsigned char i = 0;

  unsigned char count = 0;

  

  while(i < 16){

    if ((PIND & PIN_INT0) == 0) count++;

    i++;  

  }

  if (count > 10) flagInt0 = 1;  

}

---