Thalia

2.4 Interrupts (S. 63-64)
Normalerweise verarbeitet der Mikrocontroller einen Befehl nach dem anderen – er arbeitet also sequenziell. Es gibt jedoch Situationen, in denen es erforderlich ist, das aktuelle Programm zu unterbrechen, um etwas Wichtigeres zu erledigen. Ihr Programm kümmert sich z. B. in einer Schleife um das "Scrollen" eines Textes auf einem LCD. Dieser Text wird so lange angezeigt, bis der Benutzer eine Taste drückt. Der Controller muss also parallel zur Anzeige auf dem LCD auch auf eine mögliche Betätigung der Taste achten.
2.4.1 Polling oder Interrupt?
Diese Problemstellung ließe sich auf zweiWegen lösen: ) Durch ständiges Polling ) Oder durch einen Interrupt Polling beschreibt das wiederholende Abfragen eines Zustands, wie etwa den einer Taste. Dies findet meist in einer Schleife statt, die Bedingung könnte lauten: "Ist der Zustand an PortB.1 schon 1? – Nein, also bleibe noch in der Schleife." Oftmals fehlen aber in einem Programm die nötigen Ressourcen zur ständigen Überwachung eines Ports. Das ist z. B. der Fall, wenn Routinen ausgeführt werden, die eine Menge Rechenzeit benötigen. So kann es leicht passieren, dass der Benutzer schneller die Taste drückt und wieder loslässt, als der Controller seine Routine beendet hat. Somit würde man den Tastendruck "verpassen". Aus diesem Grund gibt es Interrupts. Man stellt einen Interrupt auf ein bestimmtes Ereignis ein und braucht sich nun während des Programmablaufs nicht mehr darum zu kümmern. Tritt dieses Ereignis nun ein, stoppt der Controller seine aktuelle Programmausführung, merkt sich die Stelle, an der das Programm pausiert wurde, und führt anschließend die sogenannte Interrupt-Service-Routine (ISR) durch.
2.4.2 ISR
Die ISR ist eine speziell gekennzeichnete Funktion, die der Controller "anspringt" und ausführt. Danach setzt er die Programmausführung ganz normal an der vorher pausierten Stelle wieder fort. Es gibt nicht für alle Ereignisse einen gemeinsamen, sondern für jedes verfügbare Ereignis einen bestimmten, eigenen Interrupt. Beispiele dafür wären etwa Interrupts beim Empfangen/Senden eines Bytes über RS232, bei Flankenänderung an einem Pin, Timer/Counter-Überlauf, erfolgreicher Analog/Digital-Wandlung, usw. Details zur Programmierung dieser ISR in der Programmiersprache C finden sie in Kapitel 4.8.
2.4.3 cli und sei Einer der häufigsten
Fehler bei der Programmierung interruptgesteuerter Anwendungen ist es, zu versäumen, dass man dem Controller mitteilen muss, dass er überhaupt die Erlaubnis hat, Interrupts auszuführen – oder er, wenn es die Anwendung verlangt, ab einem bestimmten Zeitpunkt keine Interrupts mehr ausführen darf. Um die Ausführung von Interrupts in C zu aktivieren, bedient man sich des Befehls sei(). Um alle Interrupts zu deaktivieren, verwendet man den Befehl cli(). Die Anweisungen haben auch in Assembler denselben Namen. Mehr dazu und nähere Details zur Programmierung von Interrupts finden Sie im Kapitel über die C-Programmierung.
2.5 Die serielle Schnittstelle (USART/RS232)
Der AVR bietet Ihnen bereits hardwareseitig Unterstützung für die serielle Kommunikation. Je nach Modell sind bestimmte Pins mit den Bezeichnungen RXD und TXD ausgeführt. Diese Kennzeichnung steht für "Transmit" und "Receive", also "Senden" und "Empfangen" (aus der Sicht des Controllers). Es ist zwar eine gewisse externe Beschaltung notwendig, um den Mikrocontroller direkt mit einem PC verbinden zu können, diese "Beschaltung" besteht aber im Wesentlichen aus meist nur einem einzigen Chip (und ein paar Kondensatoren), nämlich dem MAX232, einem Pegelwandler.