Lab 4.2 : การใช้ I/O Interrupt เพื่อสั่งงาน LED

Lab 4.2 – Basic Parallel Processing – การใช้ I/O Interrupt ควบคุม LED และอ่านสถานะปุ่มพร้อมๆ กัน

โจทย์

ให้นักศึกษาเขียนโปรแกรมที่ทำงานตามนี้

(A) ทำให้ LED กระพริบทุกๆ 1 วินาที – แนะนำให้เลือกต่อ LED เข้ากับ PORT B4-B7 เพราะเป็นขาที่มี Interrupt on change ให้ใช้
(B) เมื่อใดที่ผู้ใช้กดปุ่ม ให้กลับสถานะของไฟ LED ทันที (กลับเฉพาะตอนกด ตอนปล่อยไม่ต้องกลับ)

Timing diagram ต่อไปนี้แสดงตัวอย่างสถานะของ LED เมื่อมีการกดปุ่มเกิดขึ้น

การส่งงาน

ให้เขียนโปรแกมโดย

ใช้ Timer Interrupt ควบคุมการกระพริบของ LED
ใช้ I/O Interrupt ตรวจจับการกดปุ่ม

หากใช้ Simulator

ให้ส่ง Screen Capture ของ Wave form ที่แสดงให้เห็นว่าโปรแกรมทำงานตามเงื่อนไขที่กำหนด

หากใช้วงจรจริง

ให้ส่ง Screen Capture ของ Wave form จาก Logic Analyser ที่แสดงให้เห็นว่าโปรแกรมทำงานตามเงื่อนไขที่กำหนด

เกริ่นนำ

โจทย์ข้างต้นอาจฟังดูไม่ยาก แต่จริงๆ แล้วจะพบว่าเขียนโปรแกรมแบบ Linear ธรรมดาค่อนข้างยาก การจะทำให้ LED ติดและดับทุกๆ วินาที วิธีปกติจะใช้คำสั่ง delay_ms() ซึ่งในช่วงเวลาที่มีการ delay นั้นโปรแกรมจะไม่สามารถทำงานอย่างอื่นได้ ดังนั้นจะไม่สามารถตรวจสอบการกดปุ่มได้ เป็นต้น

การตรวจจับการกดปุ่มโดยใช้ Interrupt

การ Setup สำหรับ PIC16F877a

เนื่องจาก PIN B4-B7 มี Interrupt on change ไว้คอยตรวจการเปลี่ยนแปลงสถานะของ Pin จึงสามารถนำมาใช้งานสำหรับโจทย์นี้ได้ โดยใน main() จะต้องประกาศดังนี้

enable_interrupts(INT_RB);    // generate interrupt when B4-B7 changes
enable_interrupts(GLOBAL);

และสร้าง function ที่จะทำงานทุกครั้งที่เกิด Interrupt ขึ้นมาโดยมีชื่อ Interrupt ประกาศไว้ด้วย ดังนี้

#INT_RB
void rb_isr(void) {
... 
}

ดังนั้นโครงสร้างของโปรแกรมทั้งหมดจะเป็นดังนี้

#INT_RB
void rb_isr(void) {
  if(input(PIN_B7) == 1) { /* do work */ } 
}

void main(void) {
 enable_interrupts(INT_RB);    // generate interrupt when B4-B7 changes
 enable_interrupts(GLOBAL);
...
}

เนื่องจาก Interrupt นี้จะเกิดขึ้นเมื่อ Pin B4-B7 มีการเปลี่ยนสถานะ ไม่สามารถระบุได้ว่าจะเป็น pin ใด ดังนั้นในโปรแกรมอาจต้องตรงสอบสถานะของ pin ที่สนใจเองว่ามีการเปลี่ยนแปลงหรือไม่ เช่น ในโปรแกรมตัวอย่างข้างต้นทำการตรวจสถานะของ Pin B7 เป็นต้น

การ Setup สำหรับ PIC16F886

เนื่องจากทุก Pin ของ Port B มี Interrupt on change ไว้คอยตรวจการเปลี่ยนแปลงของ Pin ของ Port B ที่ต้องการได้ (PIC16F886 สามารถตั้งค่าให้ Interrupt on change เฉพาะ pin ที่ต้องการได้) จึงสามารถนำมาใช้งานสำหรับโจทย์นี้ได้ โดยใน main() จะต้องประกาศดังนี้หากต้องการตรวจสอบการเปลี่ยนสถานะของ PIN B7

enable_interrupts(INT_RB7);    // generate interrupt when B7 changes
enable_interrupts(GLOBAL);

#INT_RB
void rb_isr(void) {
... 
}