要搞清楚什么是中断，我们可以从生活中的一个例子了解。

你正在家里看电视，突然家里座机响了，你起身去接电话，接完电话后继续回来看电视。

这就是生活中的中断现象，也就是一个正在做的事情被外部的事情打断，当执行完外部事情后，继续做原本的事情。

什么是中断？

所谓中断，是指CPU在正常运行程序时，由于内部/外部事件或由程序预先安排的事件，引起CPU中断正在运行的程序，而转到为内部/外部事件或为预先安排的事件服务的程序中去，服务完毕，再返回去执行波暂时中断的程序。

由于某个事件的发生，CPU暂停当前正在执行的程序，转而执行处理该事件的一个程序。该程序执行完成后，CPU接着执行被暂停的程序。这个过程称为中断。

根据中断源的位置，有两种类型的中断。有的中断源在CPU的内部，称为内部中断。大多数的中断源在CPU的外部，称为外部中断。

根据中断引脚的不同，或者CPU响应中断的不同条件，也可以把中断划分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断两种。

使用中断的好处

1、 实行分时操作 提高 CPU 的效率 只有当服务对象向 CPU 发出中断申请时 才去为它服务 这样 我们就可以利用中断功能同时为多个对象服务 从而大大提高了 CPU 的工作效率

2、 实现实时处理

利用中断技术，各个服务对象可以根据需要随时向 CPU 发出中断申请，及时发现和处理中断请求。

进入正题

我们在本次试验中使用ocrobot mango（Arduino UNO兼容板），IDE使用1.0.1版本。

在OCROBOT MANGO（UNO也一样）中，有两个可以使用的外部中断，0（数字引脚2）和1（数字引脚3），本次例子中我们使用D2引脚作为中断引脚，使用A0引脚控制LED。

标准的数字输入与输出--没有中断

如果你按照上面的电路图进行了接线，把下面的代码编译上传进入Arduino。

代码用来读取你输入的值，然后作为条件进行比较，

int pbIn = 2; // 定义输入信号引脚

int ledOut = A0; // 定义输出指示灯引脚

int state = LOW; // 定义默认输入状态

void setup()

{

// 设置输入信号引脚为输入状态、输出引脚为输出状态

pinMode(pbIn, INPUT);

pinMode(ledOut, OUTPUT);

}

void loop()

{

state = digitalRead(pbIn); //读取微动开关状态

digitalWrite(ledOut, state); //把读取的状态赋予LED指示灯

//模拟一个长的流程或者复杂的任务

for (int i = 0; i < 100; i++)

{

//延时10毫秒

delay(10);

}

}

下面视频是该代码的实验效果，按下开关，LED状态不会立刻改变，要按住一会儿才能改变。

使用中断

现在，我们使用相同的电路连接图，然后修改代码以使用硬件中断。然后把下面的代码下载进入控制板中，当按下按钮时，LED的状态就会立刻改变，尽管代码仍然是在主循环中，而且是同样的延时。

int pbIn = 0; // 定义中断引脚为0，也就是D2引脚

int ledOut = A0; // 定义输出指示灯引脚

volatile int state = LOW; // 定义默认输入状态

void setup()

{

// 置ledOut引脚为输出状态

pinMode(ledOut, OUTPUT);

// 监视中断输入引脚的变化

attachInterrupt(pbIn, stateChange, CHANGE);

}

void loop()

{

// 模拟长时间运行的进程或复杂的任务。

for (int i = 0; i < 100; i++)

{

// 什么都不做，等待10毫秒

delay(10);

}

}

void stateChange()

{

state = !state;

digitalWrite(ledOut, state);

}

下面视频是该代码的实验效果，按下开关，LED状态就会立刻变化。

中断命令语法介绍

attachInterrupt(interrupt, function, mode)

interrupt：中断引脚数

function：中断发生时调用的函数，此函数必须不带参数和不返回任何值。该函数有时被称为中断服务程序。

mode：定义何时发生中断，以下四个contstants预定有效值：

LOW 当引脚为低电平时，触发中断

CHANGE 当引脚电平发生改变时，触发中断

RISING 当引脚由低电平变为高电平时，触发中断

FALLING 当引脚由高电平变为低电平时，触发中断.

当发生外部中断时，调用一个指定函数。当中断发生时，该函数会取代正在执行的程序。大多数的Arduino板有两个外部中断：0（数字引脚2）和1（数字引脚3）。

arduino Mega有四个外部中断：数字2（引脚21），3（20针），4（引脚19），5（引脚18）。

注意事项

当中断函数发生时，delya()和millis()的数值将不会继续变化。当中断发生时，串口收到的数据可能会丢失。你应该声明一个变量来在未发生中断时储存变量。

重新分配中断

中断可以再任何时候通过attachInterrupt()命令进行改变。当重新使用attachInterrupt()时，先前分配的中断就会从对应引脚上移除。

启用\停止中断

Arduino也可以忽略所有中断。如果你需要在一段代码中不执行中断，只需要执行 noInterrupts()命令。当这段代码执行完以后，你可以使用 interrupts()命令重新启用中断。

删除中断

终端也可以通过detachInterrupt(interrupt_number)命令进行删除。

定时器中断

定时器的作用

定时器对于单片机来说就类似我们现实生活中的时钟，记录很多和时间相关的事件。在我们平时经常使用的 delay() millis() ，micros() ，delayMicroseconds() ，PWM 波生成的 analogWrite() 和 tone() 函数都是通过定时器实现的，不过这些都被 Arduino 的封装库隐藏起来了，为了让使用者更快更便捷地开发项目。

我们平常使用的 Arduino 单片机为 UNO，NANO和MEGA 2560。UNO 和 NANO 都使用的是 ATmega328 芯片，这款芯片有3个定时器，Timer0，Timer1，Timer2，其中Timer0和Timer2都是8位寄存器（256），Timer1是16位寄存器（65536），意味着更高的分辨率。mege2560 使用的是 ATmege2560 芯片，这款芯片有 6 个定时器，在328 的基础上，增加了 Timer3，Timer4，Timer5。这三个定时器都是16位的寄存器。

定时器的基本概念

1、寄存器

寄存器列表如下，x代表0，1，2，3，4，5这6种定时器。

寄存器 作用

TCCRx：定时器/计数器控制寄存器；预分频器可以在这里配置

TCNTx： 定时器/计数器寄存器

OCRx： 输出比较寄存器

ICRx: 输入捕捉寄存器（仅适用于16位定时器）

TIMSKx: 定时器/计数器中断屏蔽寄存器；启用/禁用定时器中断

TIFRx: 定时器/计数器中断标志寄存器；表示挂起的定时器中断

预分频系数与比较匹配器

Arduino UNO 时钟以16MHz运行。计数器的一个刻度值表示 1 / 16,000,000秒（~63ns），跑完1s需要计数值16,000,000。

（1）Timer0 和 Timer2 是8位定时器，可以存储最大计数器值255。

（2）Timer1 是一个16位定时器，可以存储最大计数器值65535。

一旦计数器达到其最大值，它将回到零（这称为溢出）。因此，需要对时钟频率进行分频处理，即预分频器。通过预分频器控制定时计数器的增量速度。预分频器与定时器的计数速度如下：

定时器速度(HZ) = Arduino UNO时钟速度(16MHz) / 预分频器系数

因此，1预分频器将以16MHz递增计数器，8预分频器将在2MHz递增，64预分频器= 250kHz，依此类推。

现在您可以用以下公式计算中断频率：

中断频率（Hz）=（Arduino时钟速度16MHz）/（预分频器*（比较匹配寄存器+ 1))

重新排列上面的等式，给出你想要的中断频率，你可以求解比较匹配寄存器值：

比较匹配寄存器= [16,000,000Hz /(预分频器*所需的中断频率)] - 1

当你使用定时器0和2时，这个数字必须小于256，对于timer1小于65536。

所以如果你想每秒一次中断（频率为1Hz）：

比较匹配寄存器= [16,000,000 /(预分频器 * 1)] -1

预分频器为1024，你得到：

比较匹配寄存器= [16,000,000 /（1024 * 1）] -1 = 15,624

因为256 <15,624 <65,536，你必须使用timer1来实现这个中断。

3、定时器模式

定时器可以配置为不同的模式。

（1）PWM模式。 脉冲宽度调制模式。 OCxy输出用于生成PWM信号。

（2）CTC模式。 比较匹配时清除计时器。 当定时器计数器到达比较匹配寄存器时，定时器将被清除。

定时器的配置

请注意不同型号板子对应配置不同，详细配置请看技术文档。

int toggle0,toggle1,toggle2;

void setup(){

cli();关闭全局中断

//设置定时器0为10kHz(100us)

TCCR0A = 0;//将整个TCCR0A寄存器设置为0

TCCR0B = 0;//将整个TCCR0B寄存器设置为0

TCNT0 = 0;//将计数器值初始化为0

//设置计数器为10kHZ，即100us

OCR0A = 24;//比较匹配寄存器= [16,000,000Hz /（预分频器*所需中断频率）] - 1

//比较匹配寄存器=24,中断间隔=100us即中断频率10khz

TCCR0A |= (1 << WGM01);//打开CTC模式

TCCR0B |= (1 << CS01) | (1 << CS00); //设置CS01位为1，CS00位为1(64倍预分频)

TIMSK0 |= (1 << OCIE0A);//启用定时器比较中断

//设置定时器1为1kHz

TCCR1A = 0;//将整个TCCR1A寄存器设置为0

TCCR1B = 0;//将整个TCCR1B寄存器设置为0

TCNT1 = 0;//将计数器值初始化为0

//设置计数器为1kHZ，即1ms

OCR1A = 1999;// = (16*10^6)/(1000*8) - 1 (must be <65536)

TCCR1B |= (1 << WGM12);//打开CTC模式

TCCR1B |= (1 << CS11);//设置CS11位为1(8倍预分频)

TIMSK1 |= (1 << OCIE1A);

//设置定时器2为8kHz

TCCR2A = 0;// set entire TCCR2A register to 0

TCCR2B = 0;// same for TCCR2B

TCNT2 = 0;//initialize counter value to 0

// set compare match register for 8khz increments

OCR2A = 249;// = (16*10^6) / (8000*8) - 1 (must be <256)

// turn on CTC mode

TCCR2A |= (1 << WGM21);//打开CTC模式

// Set CS21 bit for 8 prescaler

TCCR2B |= (1 << CS21);

// enable timer compare interrupt

TIMSK2 |= (1 << OCIE2A);

sei();//打开全局中断

}

//中断0服务函数

ISR（TIMER0_COMPA_vect）{// timer0中断2Hz切换引脚13（LED）

//产生频率为10kHz / 2 = 5kHz的脉冲波

if（toggle0）{

digitalWrite（8，HIGH）;

toggle0 = 0;

}

else{

digitalWrite（8，LOW）;

toggle0 = 1;

}

}

ISR（TIMER1_COMPA_vect）{// timer1中断2Hz切换引脚13（LED）

//产生频率为2Hz / 2 = 1Hz的脉冲波

if(toggle1>=500)

digitalWrite(13,HIGH);

if(toggle1<=500)

digitalWrite(13,LOW);

toggle1 += 1;

if(toggle1 >= 1000)

toggle1 = 0;

}

ISR（TIMER2_COMPA_vect）{// timer2中断8kHz切换引脚9

//产生频率为8kHz / 2 = 4kHz的脉冲波

if（toggle2）{

digitalWrite（9，HIGH）;

toggle2 = 0;

}

else{

digitalWrite（9，LOW）;

toggle2 = 1;

}

}

//loop function

void loop（）{

}

定时器中断的使用

使用定时器中断前，必须先安装对应的 Timer 库，然后导入到 Arduino 的库文件里，并在程序中引用头文件 Timer.h 。

实例：

// 秒切换一次引脚13的电平

// 包含定时器库的头文件

#include <FlexiTimer2.h>

// 中断服务程序

void flash() {

static boolean output = HIGH;

digitalWrite(13, output);

output = !output;

}

void setup() {

pinMode(13, OUTPUT);

FlexiTimer2::set(500, flash); // 中断设置函数，每 500ms 进入一次中断

FlexiTimer2::start(); // 开始计时

}

void loop() {

}