ESP8266-Arduino编程实例-中断

中断

本文将演示如何使用 ESP8266 NodeMCU 的中断和定时器。中断检测 GPIO 状态的变化且无需不断检查其当前值。通过使用中断，当检测到更改时，会触发事件（调用函数）。

在实例中，使用 PIR 运动传感器检测运动：当检测到运动时，ESP8266 会启动一个定时器并打开 LED 预定义的秒数。当计时器完成倒计时，LED 会自动关闭。

1、ESP8266中断介绍

中断对于在微控制器程序中使事情自动发生很有用，并且可以帮助解决时序问题。

使用中断，您无需不断检查当前引脚值。当检测到变化时，会触发一个事件——调用一个函数。该函数称为中断服务程序（ISR）。

当中断发生时，处理器停止执行主程序执行任务，进入中断服务程序，中断服务程序执行完成后再返回到主程序，如下图所示。

ESP8266 支持任何 GPIO 中的中断，但 GPIO16 除外。

要创建中断，需要调用 attachInterrupt() 并将 GPIO 中断引脚、ISR（要调用的函数）和模式作为参数传递。 ISR 函数必须声明 ICACHE_RAM_ATTR 属性。模式可以是 CHANGE、RISING 或 FALLING。

1 2	attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(GPIO), ISR, mode);

函数的第一个参数是 GPIO 中断。需要应该使用 digitalPinToInterrupt(GPIO)函数将实际的 GPIO 设置为中断引脚。例如，将 GPIO 14 作为中断：

1 2	digitalPinToInterrupt(14)

函数的第二个参数是中断服务程序ISR(Interrupt Service Routine)。ISR 功能应该尽可能简单，以便处理器快速返回主程序的执行。

最好的方法是使用全局变量向主代码发出中断已经发生的信号，并在 loop() 中检查并清除该标志，然后执行代码。

ISR 需要在函数定义之前有 IRAM_ATTR 才能在 RAM 中运行中断代码。

函数的第三个参数是中断触发模式。ESP8266支持以下三种中断触发模式：

CHANGE：每当引脚改变值时触发中断——例如从高到低或从低到高；
FALLING：当引脚从 HIGH 变为 LOW 时；
RISING：当引脚从 LOW 变为 HIGH 时触发。

在本次演示实例中，将使用 RISING 模式，因为当 PIR 运动传感器检测到运动时，它所连接的 GPIO 会从 LOW 变为 HIGH。

2、硬件准备

ESP8266 NodeMCU开发板一块
PIR运动传感器一个
LED一个
220欧姆电阻一个
杜邦线若干
数据线一条

3、软件准备

Arduino IDE或VSCode + PlatformIO

在前面的文章中，对如何搭建ESP8266开发环境做了详细的介绍，请参考：

ESP8266 NodeMCU的引脚介绍在前面的文章中做了详细的介绍，请参考：

ESP8266-Arduino编程实例-认识ESP8266

4、硬件电路接线图

引脚D5(GPIO14)与PIR的信号引脚连接；引脚D6(GPIO12)与LED引脚连接。

5、代码实现

#include <Arduino.h>

#define timeSeconds 10

// 设置GPIO
const int led = 12;
const int motionSensor = 14;

// 定时器：辅助变量
unsigned long now = millis();
unsigned long lastTrigger = 0;
boolean startTimer = false;

// 中断服务：检查是否检测到运动，将 LED 设置为高电平并启动计时器
IRAM_ATTR  void detectsMovement() {
  Serial.println("MOTION DETECTED!!!");
  digitalWrite(led, HIGH);
  startTimer = true;
  lastTrigger = millis();
}

void setup() {
  // 设置串口
  Serial.begin(115200);
  
  // 将PIR引脚设置为上拉输入
  pinMode(motionSensor, INPUT_PULLUP);
  // 将PIR引脚设置为中断，分配中断功能并设置RISING模式
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(motionSensor), detectsMovement, RISING);

  // 设置LED引脚为输出
  pinMode(led, OUTPUT);
  // 关闭LED
  digitalWrite(led, LOW);
}

void loop() {
  // 获取当前时间
  now = millis();
  // 在 达到 timeSeconds 变量中定义的秒数后关闭 LED
  if(startTimer && (now - lastTrigger > (timeSeconds\*1000))) {
    Serial.println("Motion stopped...");
    digitalWrite(led, LOW);
    startTimer = false;
  }
}

6、代码解析

首先，定义引脚

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const int led = 12;
const int motionSensor = 14;

接下来，创建计数辅助变量

unsigned long now = millis();
unsigned long lastTrigger = 0;
boolean startTimer = false;

变量now储存当前时间；变量lastTrigger保存PIR传感器最后触发时间；变量startTimer标志当前计时器时运是否开始，当PIR触发时，设置true，计时完成后设置为false。

接下来，定义中断服务函数

ICACHE_RAM_ATTR void detectsMovement() {
  Serial.println("MOTION DETECTED!!!");
  digitalWrite(led, HIGH);
  startTimer = true;
  lastTrigger = millis();
}

接下来，在setup函数中设置串口

1 2	Serial.begin(115200);

设置PIR引脚和LED引脚

1 2	pinMode(motionSensor, INPUT_PULLUP);

设置GPIO中断服务

1 2	attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(motionSensor), detectsMovement, RISING);

设置LED

// 设置LED引脚为输出
  pinMode(led, OUTPUT);
  // 关闭LED
  digitalWrite(led, LOW);

最后，在loop函数中，进行计数

if(startTimer && (now - lastTrigger > (timeSeconds\*1000))) {
  Serial.println("Motion stopped…");
  digitalWrite(led, LOW);
  startTimer = false;
}

文章来源: https://iotsmart.blog.csdn.net/article/details/126006866