Comprendre les interruptions

Une interruption est une sonnette câblée dans le microcontrôleur : quand l'événement convenu survient — un front sur une broche, l'échéance d'un compteur interne —, le processeur suspend le programme en cours, note précisément où il en est, exécute une petite fonction dédiée, puis reprend l'instruction suivante comme si de rien n'était. Cette fonction s'appelle la routine d'interruption — ISR en anglais, pour Interrupt Service Routine.

Tout l'intérêt tient dans les ordres de grandeur. Entre l'événement et la première ligne de la routine, il s'écoule environ 2 µs ; entre deux passages de ta boucle au même endroit, plusieurs millisecondes — mille à dix mille fois plus. La sonnette répond en microsecondes là où la boucle met des millisecondes : c'est pour cela qu'elle ne rate jamais rien, et c'est pour cela qu'on lui confie tout ce qui est bref et urgent.

La scrutation lit la broche au passage de la boucle : entre deux lectures s'écoule tout un tour — mesure, décisions, affichages, parfois un delay — soit des dizaines de millisecondes. Toute impulsion assez brève pour commencer ET finir dans ce trou passe inaperçue, sans erreur ni message : le compte est simplement faux, et il le restera. C'est exactement le défaut que ton comptage d'encodeur avait fui d'instinct.

La scrutation garde pourtant son domaine : les événements lents et longs. Un bouton pressé par un humain reste enfoncé cent millisecondes — n'importe quelle boucle le voit passer. Mais un cran d'encodeur à pleine vitesse dure quelques millisecondes, une impulsion d'écho quelques centaines de microsecondes : à cette échelle, seule la sonnette suit le rythme.

L'interruption se déclenche sur un front, jamais sur un niveau : au front montant (passage de bas vers haut), au front descendant (de haut vers bas), ou au moindre changement (les deux). Le bon choix découle de l'information cherchée : compter des événements demande un front par événement ; mesurer une durée demande le début et la fin, donc le mode changement.

Un exemple de chaque. Le cran d'encodeur se compte au front montant — une fente, un front, un cran. La largeur d'une impulsion d'écho se mesure en mode changement : la routine note l'heure au front montant, calcule l'écart au front descendant. Deux fronts, deux instants, une durée — en microsecondes, sans que la boucle ait à guetter quoi que ce soit.

Règle une : courte. La routine note, compte, lève un drapeau — puis rend la main. Ni affichage série (plus d'une milliseconde par message), ni attente, ni calcul lourd : pendant qu'elle tourne, la boucle est suspendue et les autres interruptions patientent. La place du travail, c'est la boucle ; la routine ne fait que constater, en quelques microsecondes.

Règle deux : volatile. Une variable modifiée par la routine et lue par la boucle doit être déclarée volatile, sans quoi le compilateur — qui optimise sans savoir qu'une routine écrit dedans — peut en garder une copie et ne jamais relire la vraie valeur. Règle trois, pour bientôt : les valeurs plus larges qu'un octet se copient en plusieurs fois, et cette copie doit être atomique — interruptions coupées le temps de deux lignes. Le geste complet arrive dans les leçons suivantes.