本篇介紹Arduino外部中斷的使用，通過外部中斷檢測震動開關的觸發來控制LED燈亮滅。

1. 中斷介紹

我們已經知道，Arduino程式是在loop()中不斷的迴圈的。在程式的執行中，我們時常需要監控一些事件的發生，比如對某一感測器的返回資料進行解析。使用輪詢的方式檢測，效率比較低，而且隨著程式功能增加，輪詢到指定功能時需要等待的時間變長。而使用中斷方式檢測，可以到達實時檢測的效果。

中斷程式可以看作是一段獨立於主程式之外的程式，當中斷觸發時，控制器會暫停當前正在執行的主程式，而跳轉去執行中斷程式，中斷程式執行完後，會再回到之前主程式暫停的位置，繼續執行主程式。如此便可做到實時響應處理事件的效果。

2. 實驗材料

• Uno R3開發板
• 配套USB資料線
• 麵包板及配套連線線
• 1個LED燈
• 1個220Ω限流電阻
• 1個震動開關

震動開關，即震動感測器，根據其結構的不同又分為彈簧開關和滾珠開關。

• 彈簧開關，其內部由一根中心金屬導電腳和環繞在其外部的彈簧導電腳組成。彈簧震動時會接觸到中心導電腳，形成短路閉合狀態；

• 滾珠開關，其內部包含有一顆金屬滾珠，當震動時滾珠滾動短路兩個導電腳，形成短路閉合狀態。

3. 實驗步驟

1. 根據原理圖搭建電路。

直插式LED燈負極接開發板GND，正極接220Ω限流電阻，電阻另一端接開發板數字9引腳。震動開關一端接開發板GND，另一端接數字引腳2。

實驗原理圖如下圖所示：

實物連線圖如下圖所示：

2. 新建sketch，拷貝如下程式碼替換自動生成的程式碼並進行儲存。

/*
   ShakeSwitch
   中斷檢測振動感測器，控制LED燈亮滅
*/
int SensorLED = 9;       //定義LED為數字引腳9
int SensorINPUT = 2;      //連線震動開關到中斷0，也就是數字引腳2
char state = LOW;

void setup() {

  pinMode(SensorLED, OUTPUT);         //LED為輸出模式
  pinMode(SensorINPUT, INPUT_PULLUP);        //震動開關為輸入模式
 


  //下降沿觸發，觸發中斷0，呼叫blink函式
  attachInterrupt(0, blink, FALLING);
}

void loop() {

  if (state == HIGH) {        // 如果state為HIGH
    state = LOW;
    digitalWrite(SensorLED, HIGH);  // 亮燈
    delay(500);          //延時500ms
  }
  else {
    digitalWrite(SensorLED, LOW);    // 否則，關燈
  }
}
void blink() {               //中斷函式blink()
  state = !state;             //一旦中斷觸發，state狀態反轉
}

3. 連線開發板，設定好對應埠號和開發板型別，進行程式下載。

4. 實驗現象

觸發震動後，LED燈點亮一段時間後熄滅。再次觸發震動再次點亮。

5. 函式介紹

attachInterrupt()

• 描述：外部中斷配置函式。
• 函式原型：attachInterrupt(interrupt, ISR, mode)
• 引數：
  • interrupt: 中斷號。不同Arduino開發板中斷號不同。Uno R3有兩個外部中斷，分別為數字管腳2(中斷0)和數字管腳3(中斷1)。
  • ISR: 中斷處理函式。此函式不帶引數，沒有返回值。
  • mode: 中斷觸發方式。
    • LOW: 低電平觸發。
    • CHANGE:管腳狀態改變觸發。
    • RISING:上升沿觸發。
    • FALLING:下降沿觸發。
• 返回值：無。

6. 實驗分析

通過attachInterrupt()函式註冊數字管腳2為外部中斷，觸發方式為下降沿觸發。中斷處理函式blink()中每觸發一次翻轉一次state的狀態。loop()函式中通過state狀態來控制LED燈亮滅。

中斷是非常實用的功能，它釋放了CPU資源來做更多的事情。很多處理器、控制器都有中斷功能，更高階的還包括中斷優先順序「多箇中斷同時觸發時處理先後問題」和中斷巢狀「中斷中的中斷」。