PDF de programación - 6 - Interrupciones

6 - Interrupciones
Conceptos generales
Interrupciones externas
Interrupciones temporales
Ejemplos

©Universidad Politécnica de Madrid

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p
u
@
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c

i

Interrupciones: Conceptos generales (I)

¿Qué es una interrupción? 

 Es el desvío de la ejecución normal de un programa a petición de un periférico
 El origen de la petición es un evento externo al uP, y por tanto, asíncrono respecto al 

programa (no podemos predecir en qué parte del programa, ni cuándo, ocurrirá)

 Si el micro la acepta, ejecutará una función asociada para atender al periférico

Subrutina de servicio, 
o atención a la interrupción

Evento

uP/uC

P

S

Programa
principal

El micro debe (lo hace automáticamente):
‐ Terminar la instrucción en curso

(no en C, sino en código máquina)

‐ Guardar el estado del micro
‐ Saltar a la subrutina y ejecutarla
‐ Volver

(dejándolo todo igual, en principio)

La importancia de las interrupciones en el control 

 El control se simplifica, ya que se atiende a los periféricos cuando éstos lo 

requieren,  y no es necesario hacer polling o bloqueo

 En ocasiones, un programa de control está formado por un bucle de espera, en el 

que no se hace nada, y sólo se atienden las interrupciones que van llegando

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Al atender una interrupción

…

Memoria de
instrucciones
...
LDI r0, 0
ST r0, 200
LDI r0, 0
ST r0, 204
LD r0, 204
LD r3, 200
ADD r3, r0
ST r3, 200
INC r0
ST r0, 204
LDI r1, 20
SUB r1, r0
BRGT -7
...

400
401
403
404
406
408
40A
40B
40D
40E
410
411
412
…

R/W
CS

Reset

Clock

Unidad 

de 

Control
Contador
de programa
040A

R15
R14
R13

R3
R1
R0

‐‐
‐‐
‐‐
...
6 
20
4

ALU

Qué hace el micro cuando tiene que atender una interrupción:
1 – Guarda el valor de Contador de programa
2 – Guarda los registros y el “estado” del micro 
3 – Copia en el Contador de programa la dirección donde está la subrutina de interrupción
4 – Ejecuta el código en la nueva posición hasta que aparezca un ‘return’
5 – Restauran el valor del Contador de programa, el estado del micro y los registros

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Interrupciones externas

▪ Casi todos los uC disponen de señales externas que pueden producir interrupciones 

en determinadas condiciones (flanco de subida o bajada, nivel…)

▪ En el caso del Atmega168, todos los 

pines de E/S permiten producir 
interrupciones externas, pero sólo 
dos del puerto D son configurables 
(por flanco de subida, bajada, 
ambos…). Sólo trataremos estos. 

Funciones de la API de Arduino para trabajar con las interrupciones externas:

Los pines 2 y 3 de la placa de Arduino están conectados a PD2 y PD3, y por lo tanto tienen la posibilidad de interrupciones 
externas

‐ attachInterrupt( int_num, isr_name, condition ); // Asocia una rutina a una interrupción bajo una determinada condición 

int_num : 0 para el pin 2, 1 para el pin 3
isr_name: nombre de la rutina de servicio (función que no debe tener parámetros)
condition: condición que produce la interrupción ( FALLING, RISING, BOTH, LOW )

‐ detachInterrupt( int_num ); // Desactiva la interrupción

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Ejemplo: Controlar un LED con interrupciones
▪ Utilizando la API de Arduino ¿Qué habría que hacer para conmutar 

el LED cada vez que se pulsa el botón?

+Vcc

#define LED 13
void setup() {

Arduino

Pin 2

Pin 13

10kΩ

500Ω

LED

pinMode( LED , OUTPUT );
// Asocio la función toggleLed a la interrupción por PD2
attachInterrupt( 0, toggleLed, RISING );

}
// Función que se llamará en la interrupción
// No debe tener parámetros
void toggleLed() {

int ledVal = digitalRead( LED );
digitalWrite( LED, !ledVal );

}
void loop() {
}

// Aquí no hay por qué hacer nada

⁇

Al comprobar el funcionamiento del sistema se observa que
al pulsar o soltar, el led cambia de estado de forma no
prevista, a veces cambia cuando no debe y otras no cambia
cuando debe (debería cambiar de estado sólo cada vez que
pulso)
¿A qué puede ser debido ese comportamiento?
¿Cómo podría solucionarse?

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Interrupciones temporales y periódicas
▪ Los uC disponen de contadores programables que permiten producir 

interrupciones de forma periódica o pasado un cierto tiempo (en el caso del 
AtMega168, dispone de 3 contadores que permiten generar interrupciones 
periódicas y temporales de diversas formas con periodos desde pocos μseg hasta 
32 segs).

Funciones de la API de para trabajar con las interrupciones periódicas y temporales (ATENCIÓN: estas funciones son un añadido a 
la API de Arduino hecho para esta asignatura. Para trabajar con ellas es necesario instalar un parche a la API de Arduino. Seguir 
las instrucciones en la descripción del trabajo voluntario).

‐ attachPeriodicInterrupt( isr_name,  period_in_ms  ); // Asocia una rutina a una interrupción periódica

isr_name: nombre de la rutina de servicio (función que no debe tener parámetros)
period_in_ms: periodo en  milisegundos. Debe ser un entero

‐ detachPeriodicInterrupt( isr_name ); //  Elimina la asociación

‐ attachTimedInterrupt ( isr_name,  time_in_ms  );  // Asocia una rutina para que se ejecute 

// una sola vez pasado el tiempo especificado

‐ detachTimedInterrupt( isr_name  ); // Elimina la asociación

Otras funciones asociadas con las interrupciones:

‐ interrupts();      // Habilita las interrupciones a nivel global
‐ noInterrupts(); // Deshabilita las interrupciones a nivel global

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Ejemplo: Parpadear un LED con interrupciones
▪ Utilizando la API de Arduino ¿Qué habría que hacer para conmutar el LED cada 0,5 

segs?

Arduino

Pin 13

500Ω

LED

#define LED 13
void setup() {

pinMode( LED , OUTPUT );
// Asocio la función toggleLed a la interrupción periódica
// que ocurre cada cada 500 milisegundos
attachPeriodicInterrupt( toggleLed, 500 );

}
// Función que se llamará en la interrupción
// No debe tener parámetros
void toggleLed() {

int ledVal = digitalRead( LED );
digitalWrite( LED, !ledVal );

}
void loop() {

// Aquí se podrían hacer otras cosas, sin que
// nos interfiera lo que se hace en la interrupción
...
...

}

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Ejemplo: Comparando soluciones flujogramas

 Bloqueo del proceso:

 Consulta periódica:

 Interrupciones:

¿ t> 0,5S?

no

sí

ToggleLed

¿ t> 0,5S?

sí

no

ToggleLed

ToggleLed

Volver

 El microprocesador está

bloqueado esperando que
pase el tiempo.

 Es difícil dar cabida a otras

tareas.

 El microprocesador

comprueba cuánto tiempo ha
pasado cada vez que pasa por
ese punto del código.

 El resto del tiempo se puede
aprovechar para realizar otras
tareas.

 Sólo cuando haya transcurrido

el tiempo programado, el
microprocesador atenderá la
interrupción y cambiará el led.

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Ejemplo: Comparando soluciones
▪ Utilizado la API de Arduino ¿Cómo resultaría el control del LED mediante los distintos 

procedimientos de entrada salida que conocemos (bloqueo, consulta periódica e interrupciones)?

// Solución por
//--------------------------
// BLOQUEO DEL PROCCESO
//--------------------------
#define LED 13
void setup() {
}
void toggleLed() {

pinMode( LED , OUTPUT );

int ledVal = digitalRead( LED );
digitalWrite( LED, !ledVal );

}
void loop() {

// la función delay espera
// N ms, de forma bloqueante
delay(500);
toggleLed();
// El código que hay aquí
// solo se ejecutará cada
// 0,5 segs
...

}

// Solución por
//--------------------------
// CONSULTA PERIÓDICA
//--------------------------
#define LED 13
void setup() {
}
void toggleLed() {

pinMode( LED , OUTPUT );

int ledVal = digitalRead( LED );
digitalWrite( LED, !ledVal );

}
unsigned long nextTime = 500;
void loop() {

// Solución mediante
//--------------------------
// INTERRUPCIONES
//--------------------------
#define LED 13
void setup() {

pinMode( LED , OUTPUT );
attachPeriodicInterrupt(

toggleLed, 500 );

}
void toggleLed() {

int ledVal = digitalRead( LED );
digitalWrite( LED, !ledVal );

}
void loop() {

// la función millis() devuelve
// los ms pasados desde el reset
if (millis() > nextTime) {

nextTime = millis() + 500;
toggleLed();

}
// Aquí se podrían hacer
// otras cosas, siempre que no
// tarden demasiado
...

}

// Aquí se podrían
// hacer otras cosas,
// sin que nos interfiera lo que
// se hace en la interrupción
// ni viceversa
...

}

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