Section 03 인터럽트 활성화와 인터럽트 서비스 루틴 연결

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Section 03 인터럽트 활성화와 인터럽트 서비스

루틴 연결

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Section 03 인터럽트 활성화와 인터럽트 서비스 루틴 연결



• 내부 장치에 대한 특수 레지스터 존재

• 장치의 특성을 반영한 동작 설정용 또는 상태 관찰용 비트로 구성

• 인터럽트 사건의 발생 패턴을 설정해야 함

• 인터럽트 활성화 비트를 1로 셋하여, 인터럽트 발생을 허락

» 전제, 전역 인터럽트 활성화 비트가 1로 셋 되었을 때

• ATmega128 인터럽트 서비스, 개별 인터럽트 활성화 비트 및 레지스터

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Section 03 인터럽트 활성화와 인터럽트 서비스

루틴 연결

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Section 03 인터럽트 활성화와 인터럽트 서비스

루틴 연결

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Section 03 인터럽트 활성화와 인터럽트 서비스 루틴 연결



• 개별 인터럽트가 활성화되고, 전역 인터럽트 비트(SREG의 I-비트)가 1로 셋되어 있을 때, 인터럽트 서비스 루틴이 실행됨

• 인터럽트 사건이 발생하면, 해당 인터럽트 플래그가 1로 설정되고,

• 인터럽트 서비스 루틴이 개시되면, 그 인터럽트 플래그는 클리어됨

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Section 03 인터럽트 활성화와 인터럽트 서비스 루틴 연결

 인터럽트 서비스 루틴의 연결





• ISR(INT0_vect)

• ISR(ADC_vect)

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Section 03 인터럽트 활성화와 인터럽트 서비스 루틴 연결

 인터럽트 대기와 실행





• 높은 우선순위의 인터럽트가 발생하면, 현재 인터럽트 서비스 루틴을 중단하고, 새로운 인터럽트 서비스 루틴을 실행



• 우선순위가 더 높은 인터럽트가 발생하더라도, 현재 인터럽트 서비스 루틴을 중단하지는 않음

• 인터럽트 서비스 루틴이 종료되면, 대기 (pending) 인터럽트 중에서 우선순위가 높은 인터럽트 서비스 루틴을 수행

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Section 03 인터럽트 활성화와 인터럽트 서비스 루틴 연결

 인터럽트 서비스 프로그램 중 요청된 인터럽트 처리

• 인터럽트 1 발생, 인터럽트 1 플래그 셋

• 인터럽트 1 서비스 루틴이 실행되면서,

» SREG의 I-비트와 인터럽트 1의 플래그가 클리어됨

• 인터럽트 2 발생, 인터럽트 2 플래그 셋

• 인터럽트 1 서비스 루틴 종료까지 대기

» 인터럽트 1 서비스 루틴이 종료하면 SREG의 I-비트가 다시 1로 셋

• 인터럽트 2 서비스 루틴이 실행되면서,

» SREG의 I-비트와 인터럽트 1의 플래그가 클리어됨

• 인터럽트 2 서비스 루틴이 종료되면, SREG의 I-비트가 다시 1로 셋

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Section 03 인터럽트 활성화와 인터럽트 서비스 루틴 연결

 인터럽트 플래그 비트



• 인터럽트 서비스 루틴 (interrupt service routine)이 실행되면, 대부분의 인터럽트 플래그 (interrupt flag)는 자동으로 클리어 (clear)됨

» 몇 가지는 수동으로 인터럽트 플래그 클리어 해 주어야 함



• 소프트웨어적으로 1을 기록하면, 인터럽트 플래그는 클리어

• 대기 중인 인터럽트 해지

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Section 03 인터럽트 활성화와 인터럽트 서비스 루틴 연결



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Section 03 인터럽트 활성화와 인터럽트 서비스

루틴 연결

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Section 04 외부 인터럽트

 외부 인터럽트 설정과 활성화





• 외부 인터럽트 INT0~INT7를 개별적으로 활성화시킬 수 있음

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Section 04 외부 인터럽트



• 인터럽트 발생 순간을 ISCnx(n은 0~7, x는 0~1) 비트로 설정

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Section 04 외부 인터럽트

 외부 인터럽트와 외부 인터럽트 서비스 루틴과의 연결

외부 인터럽트 서비스 루틴을 작성하여, 주 프로그램과 인터럽트를 연결



• 활성화된 외부 인터럽트는 전역 인터럽트가 활성화되어 있고,

• 설정된 발생 조건을 만족하면,

• 외부 인터럽트 플래그 비트를 1로 셋하고,

• 인터럽트 서비스 루틴 실행 절차가 수행

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Section 04 외부 인터럽트



❶ EICRA, EICRB 레지스터에 설정된 조건이 만족되어 인터럽트 사건 발생

❷ EIFR 레지스터의 해당 인터럽트 플래그 비트(INTF0~INT7)가 1로 셋됨 (인터럽트 사건이 발생된 시점에 다른 인터럽트 서비스 루틴이

실행 중이면, 그 인터럽트 서비스 루틴이 종료될 때까지 대기)

❸ 인터럽트 서비스 루틴으로 진입되면, 인터럽트 플래그 비트는 클리어됨

❹ (예외적) 만일 ②번 단계에서 해당 인터럽트 플래그 비트를 1로 기록하면, ③번 단계를 수행하지 않고, 인터럽트 플래그 비트는 클리어됨

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Section 05 주 프로그램과 인터럽트 서비스 루틴의 요청/응답 인터페이스

 인터럽트 서비스 루틴과 요청/응답 인터페이스 절차



❶ 주 프로그램은 인터럽트 서비스 루틴과 약속된 전역 변수에 요청을 기록

❷ 인터럽트가 발생하고 인터럽트 서비스 루틴이 실행되면, 요청 동작을 수행한 후 전역 변수에 요청에 대한 응답을 기록

❸ 주 프로그램은 응답을 확인하고, 알고리즘의 진행 단계를 조정

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Section 05 주 프로그램과 인터럽트 서비스 루틴의 요청/응답 인터페이스

 주 프로그램과 인터럽트 서비스 사이의 변수 공유



• C 컴파일러는 최적화 과정으로 목적 프로그램으로 간소화

• volatile 지시어를 선언하지 않으면, 간소화에 의해 인터럽트 서비스 루틴과 상호 연관성이 끊어질 수 있음



• 주 프로그램 요청부

» volatile로 선언된 req_INT0, req_INT1 변수로, 인터럽트 서비스 루틴과 인터페이스

» 인터럽트 서비스 루틴이 REPLY로 응답했을 때 LED 반전 LED 반전 명령 PORTA ^= 1<<PA0;

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Section 05 주 프로그램과 인터럽트 서비스 루틴의 요청/응답 인터페이스

• main( ) 함수의 인터럽트 서비스 루틴과 인터페이스부

while(1){

if(req_INT0 = = REPLY){

PORTA ^= 1<<PA0; // INT0에서 응답하면 PA0 비트값 반전 req_INT0 = NOT_REQUEST; // req_INT0 요청 해지

req_INT1 = REQUEST; // req_INT1 요청 }else if(req_INT1 = = REPLY){

PORTA ^= 1<<PA0; // INT1에서 응답하면 PA0 비트값 반전 req_INT0 = REQUEST; // req_INT0 요청

req_INT1 = NOT_REQUEST; // req_INT1 요청 해지 }

}

req_INT0, req_INT1 : 전역 변수

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Section 05 주 프로그램과 인터럽트 서비스 루틴의 요청/응답 인터페이스

• 인터럽트 서비스 루틴 응답부

» ISR(INT0_vect){} 사례

» req_INT0 변수에 REQUEST 요청이 있을 때 동작 - event 변수를 인터럽트가 발생할 때마다 증가 - NUM_EVENT 이상 발생되면 REPLY로 응답

volatile int req_INT0 = REQUEST, req_INT1 = NOT_REQUEST;

ISR(INT0_vect)

{ static long event = 0;

if(req_INT0 = = REQUEST){

event++;

if(event>=NUM_EVENT){

event = 0;

req_INT0 = REPLY;

} } }

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Section 05 주 프로그램과 인터럽트 서비스 루틴의 요청/응답 인터페이스

 요청/응답 인터페이스와 인터럽트 과부하 절감



• 인터럽트 발생 빈도가 높아지면 원하는 시스템 동작이 되지 않을 수 있음

» 대기하던 인터럽트 서비스 루틴만 실행되고, 주 프로그램이 거의 수행되지 못할 수 있음

» 인터럽트 서비스 루틴에 머무르는 시간을 가능한 짧게 하고 인터럽트의 발생 빈도 를 적게 하는 것이 바람직함

» 인터럽트 서비스 루틴은 수행 시간이 짧은 장치와 관계된 조작 명령, 상태 확인 등과 관련된 간단한 동작을 수행

• 상태 결과에 따른 주된 동작은 요청/응답 인터페이스로, 주 프로그램에서 수행하는 것이 바람직함

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Section 05 주 프로그램과 인터럽트 서비스 루틴의 요청/응답 인터페이스



• 인터럽트 감지 순간을 결정하는 비트가 (pp. 244)

ISC01 = 0, ISC00 = 0일 때, LOW 디지털 전압레벨이면 인터럽트가 계속 발생

• 강제 시간 지연 delay( ) 함수 위치에 따른 반응 관찰

1. 인터럽트 서비스 루틴 안에서 delay( ) 함수를 실행하는 경우와, 2. 주 프로그램에서 delay( ) 함수를 실행하는 경우의 차이점 확인

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Section 05 주 프로그램과 인터럽트 서비스 루틴의 요청/응답 인터페이스

#include <avr/io.h>

#include <avr/interrupt.h>

// DELAY_IN_ISR

void delay(volatile long count) {

for(; count>0; count--);

} ISR(INT0_vect) {

delay(1000);

}

int main(void) {

EIMSK |= 1<<INT0; // INT0 활성화

EICRA = 0x0; // LOW일때 연속 인터럽트

PORTD |= 1<<INT0; // 내부 저항 풀업 연결 DDRA |= 1<<PA0; // PA0 출력 설정

sei(); // 전역 인터럽트 활성화

while(1){

// DELAY_IN_ISR

delay(200);

PORTA ^= 1<<PA0;

}

return 0;

}

DELAY_IN_ISR

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Section 05 주 프로그램과 인터럽트 서비스 루틴의 요청/응답 인터페이스

#include <avr/io.h>

#include <avr/interrupt.h>

#define DELAY_IN_MAIN

volatile unsigned int req=1;

void delay(volatile long count) {

for(; count>0; count--);

}

ISR(INT0_vect) {

req = 0;

}

int main(void) {

EIMSK |= 1<<INT0; // INT0 활성화

EICRA = 0x0; // LOW일때 연속 인터럽트

PORTD |= 1<<INT0; // 내부 저항 풀업 연결 DDRA |= 1<<PA0; // PA0 출력 설정

sei(); // 전역 인터럽트 활성화

while(1){

#define DELAY_IN_MAIN if(!req){

delay(1000);

req = 1;

}

delay(200);

PORTA ^= 1<<PA0;

}

return 0;

}

DELAY_IN_MAIN

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Section 05 주 프로그램과 인터럽트 서비스 루틴의 요청/응답 인터페이스

• #ifdef

lable_A

#else --- B --- #endif



lable_A

• #define DELAY_IN_ISR로 DELAY_IN_ISR을 정의하면

 ISR(INT0_vect) 인터럽트 서비스 루틴에서 delay( ) 함수 실행

• //#define DELAY_IN_ISR로 DELAY_IN_ISR을 정의해 놓지 않으면

 main( ) 함수의 while( ) 반복문에서 delay( ) 함수 실행

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Section 05 주 프로그램과 인터럽트 서비스 루틴의

요청/응답 인터페이스

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Section 05 주 프로그램과 인터럽트 서비스 루틴의 요청/응답 인터페이스

• 결과 관찰

» 스위치를 누르지 않으면, 매우 빠르게 PA0에 연결된 LED를 반전시킴 너무 빨라 LED가 항상 켜진 것처럼 보임

» 스위치 SW0을 누르면, 지속적으로 인터럽트가 요청되어, 인터럽트 서비스 루틴이 수행

» DELAY_IN_ISR을 4번 라인 위치에 두고, 매크로 정의하여, 프로그램 컴파일/링크/다운로드 후 관찰

» DELAY_IN_ISR을 4번 라인 위치에서 삭제하여, 매크로 정의를 없앤 후, 프로그램 컴파일/링크/다운로드 후 관찰

» LED의 점멸 주기의 빠른 정도를 관찰하여, 주 프로그램의 실행 정도를 간접적으로 알 수 있음

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Section 06 포토인터럽터 인터페이스

 사전 지식





• 약 940[nm]의 적외선이 포토트랜지스터의 베이스로 투과

• 베이스 단자에 전압이 생성되고, 이미터로 충분한 순방향 전류가 흐름

• 컬렉터와 이미터 사이의 스위치를 ON시킴



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Section 06 포토인터럽터 인터페이스



• ATmega128 내부 풀업저항 20[kΩ] 이상 가정

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Section 06 포토인터럽터 인터페이스



• 다이오드 순방향 전류 계산

• 12[mA]에 의한 적외선 관통 예측 광전류

• 트랜지스터 ON

 트랜지스터의 포화동작을 만족시킴

• 입력 핀 PD0는 전압 VCE(Sat)이 되어 LOW 디지털 전압레벨

• 핀에서 인식되는 논리값은 ‘0’



• 적외선이 차단되었을 때, 광전류 I_L은 0[mA]

• 따라서, 핀에 인가되는 전압은 V_CC이 되어 HIGH 디지털 전압레벨

• 핀에서 인식되는 논리값은 ‘1’

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Section 06 포토인터럽터 인터페이스

 실험 목적 및 동작

(1) 포토인터럽터의 회로 동작 이해

(2) 빛 차단과 투과가 포토트랜지스터의 ON/OFF로 출력에 미치는 영향

(3-1) 포토인터럽터 출력 신호가 상승하는 에지를 폴링으로 감지하는 방법 (3-2) 포토인터럽터 출력 신호가 상승하는 에지를 인터럽트로 감지하는 방법

• PD0 핀에 연결된 포토인터럽터 간격에 물체로 빛을 차단할 때, PA0에 연결된 LED를 반전하기 위한 회로

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Section 06 포토인터럽터 인터페이스

• 폴링에 의한 포토인터럽터 에지 검사

// PD0가 HIGH 면 1을 취함

// PD0 상승에지 검사

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

}

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Section 06 포토인터럽터 인터페이스

• 인터럽트 방식에 의한 포토인터럽터 에지 검출

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Section 06 포토인터럽터 인터페이스

