导致奇怪的计时器行为的中断

Question

1. 目标：

• 我正在使用 Arduino Nano 在 Arduino 环境中编写一个非常简单的程序。 （旧的）。
• 我试图让引脚 2 充当中断，然后调用蜂鸣器功能。为清楚起见，请查看代码。

1. 问题：

• 当我在“loop()”中使用“buzzer_make_sound”运行以下代码时，蜂鸣器按预期工作。
• 当触发中断并调用回调函数时，它没有正确执行定时器和蜂鸣器，导致蜂鸣器根本不响，定时器做奇怪的事情。

1. 代码

#include "includes.h"    // this includes arduino.h 

void callback_rc_receive();
void buzzer_make_sound();

void setup() {
  Serial.begin(115200);

  pinMode(RC_INPUT_CHANNEL1_PIN, INPUT);      // pin 5
  pinMode(RC_INPUT_CHANNEL2_PIN, INPUT);      // pin 6
  pinMode(RC_INPUT_CHANNEL3_PIN, INPUT);      // pin 7
  pinMode(RC_INPUT_CHANNEL4_PIN, INPUT);      // pin 8
  pinMode(RC_INCOMING_SIGNAL_TRIGGER_PIN, INPUT);      // pin 2
  pinMode(BUZZER1_PIN, OUTPUT);                        // pin 3

  pinMode(LED_BUILTIN,OUTPUT);

  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(RC_INCOMING_SIGNAL_TRIGGER_PIN), callback_rc_receive, RISING);

  ReceiverOne.channel1State = 0;            // typedef struct
  ReceiverOne.channel2State = 0;
  ReceiverOne.channel3State = 0;
  ReceiverOne.channel4State = 0;

}

void loop() {
  //buzzer_make_sound();                      // this sounds the buzzer
}


void buzzer_make_sound(){
  Serial.println("Buzzer entry");
  int startTime = millis();

  tone(BUZZER1_PIN, 2000);
  delay(1000);
  noTone(BUZZER1_PIN);
  delay(1000);

  Serial.println("Buzzer exit");
  Serial.println(millis() - startTime);
}

void callback_rc_receive(){
  
  if (digitalRead(RC_INPUT_CHANNEL1_PIN) == 1){
    Serial.println("1");

    buzzer_make_sound();

  }else if (digitalRead(RC_INPUT_CHANNEL2_PIN) == 1){
    Serial.println("2");
  }else if (digitalRead(RC_INPUT_CHANNEL3_PIN) == 1){
    Serial.println("3");
  }else if (digitalRead(RC_INPUT_CHANNEL4_PIN) == 1){
    Serial.println("4");
  }else{
    Serial.println("Error");
  }

}

4. 终端打印：

在循环中运行“buzzer_make_sound()”时：

Buzzer entry
Buzzer exit
2001

触发中断时：

1
Buzzer entry
Buzzer exit
0
1
Buzzer entry
Buzzer exit
0
1
Buzzer entry
Buzzer exit
65536
1
Buzzer entry
Buzzer exit
65536

奇怪的是，当触发中断时，它立即完成了任务。没有 2 秒延迟。

有人知道发生了什么吗？中断会停止计时器吗？如果是这样，如何处理依赖于计时器的事情？

Answer 1

问题描述取自https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/external-interrupts/attachinterrupt/

从我的大脑中提取的解决方案。

millis()、delay() 和 micros() 都使用中断来完成它们的工作，因此在另一个中断例程内部时不能调用。在微处理器上，当处于中断状态时，通常不能进入另一个中断（其他中断将被“调度”，当您离开当前中断时，这些中断将按优先级顺序调用）。一些处理器具有中断抢占，其中较高优先级的中断可以中断较低优先级的中断，但纳米处理器（ATmega238）没有。请参阅此处的数据表https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega328。搜索“中断”或“优先级”。

无论如何，Arduino 网站上的中断文档是这样的

在附加函数内部，delay() 不起作用，millis() 返回的值不会增加。在函数中接收的串行数据可能会丢失。您应该将您在附加函数中修改的任何变量声明为 volatile。有关详细信息，请参阅下面有关 ISR 的部分。

和

通常，ISR 应尽可能短且快。如果您的草图使用多个 ISR，一次只能运行一个，其他中断将在当前中断完成后执行，顺序取决于它们的优先级。 millis() 依赖于中断来计数，因此它永远不会在 ISR 内递增。由于 delay() 需要中断才能工作，因此如果在 ISR 内调用它将不起作用。 micros() 最初可以工作，但会在 1-2 毫秒后开始表现异常。 delayMicroseconds() 不使用任何计数器，所以它会正常工作。

一种解决方案是使用delayMicroseconds()，但这违反了中断应尽可能短且快的建议。通常，您使用它们将数据放入队列或设置标志或填充缓冲区，然后在主循环中检查该队列或标志时让实际工作得到处理。您不应该让 ISR 在一段时间内什么都不做（比如只是拖延时间）。

我会修改你的代码，让中断设置一个名为buzzer_scheduled 的全局布尔标志（确保它被指定为volatile，如上所述）。修改 buzzer_make_sound() 以取消设置此标志。修改您的 loop() 以检查此标志，如果已设置，请调用 buzzer_make_sound()。