Arduino省电模式下看门狗中断的奇怪现象分析

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做了一个单片机控制音乐播放的闹钟，闹钟在整点与半点时会按照设定的音乐播放。
晚上忽然想到在电池供电时，如何达到省电的效果，使电池的使用时间更长。
查找了网络，受网上《Arduino休眠模式和看门狗以及中断详解》的启发，对主程序进行了休眠模式改进，程序如下：
原程序出处：https://blog.csdn.net/qq_39400113/article/details/107536805

1. #include <avr/wdt.h>  
   
2. #include <avr/sleep.h>
   
3. int ledPin = 13;
   
4. int data=0;
   
5. 
   
6. ISR(WDT_vect)
   
7. {
   
8.   //看门狗唤醒执行函数1重启看门狗
   
9.   data++;
   
10. }
    
11. void setup()
    
12. {
    
13.   Serial.begin(9600);
    
14.   pinMode(ledPin, OUTPUT);   
    
15.   set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_DOWN); //设置休眠模式。
    
16.   sleep_enable(); //开启休眠功能。
    
17.                   //ACSR |=_BV(ACD);//关掉ACD，据说很省电。不知道唤醒以后要不要重新开，怎么开？
    
18.                   //ADCSRA=0;//关掉ADC，据说很省电。不知道唤醒以后要不要重新开，怎么开？
    
19.                   //按照官方解释，sleep_enable()最好写在中断(attachInterrupt())前，防止中断在开始休眠前就提前释放而造成休眠后无法唤醒。
    
20.                   //开始设置看门狗中断，用来唤醒。   
    
21.   MCUSR &= ~(1<<WDRF);
    
22.   WDTCSR |= (1<<WDCE) | (1<<WDE);
    
23.   WDTCSR = 1<<WDP1 | 1<<WDP2;
    
24.   WDTCSR |= _BV(WDIE);
    
25. }  
    
26. void loop()  
    
27. {  
    
28.    Serial.println("1");    //串口输出主程序开始
    
29. 
    
30.   if (data>=5)
    
31.   {
    
32.     digitalWrite(ledPin, HIGH);   
    
33.     delay(500);     
    
34.     digitalWrite(ledPin, LOW);  
    
35.     delay(500);   
    
36.     data=0;
    
37.     Serial.println("2");     //5秒进入if程序，串口输出：2
    
38.   }
    
39.     Serial.println("3");    //串口输出主程序结束   
    
40.   sleep_cpu();//进入休眠状态，从此处开始进入休眠。这里不需要喂狗。目的就是等狗超时后执行唤醒函数。
    
41. 
    
42. }

复制代码

发现了如下的奇怪现象，如下视频所示：
1. sleep_cpu();执行后程序开始进入休眠，sleep_cpu休眠时间1秒钟：进入休眠后，主程序不执行。
2. 可以从没有执行 Serial.println("1");  Serial.println("3"); 观察到主程序没有执行。
3. 但是当5秒钟时，进入if程序里面，此时pin13管脚的Led灯闪，伴随连续输出4组 1 3 1 3 1 3 1 3.

一开始我非常纳闷，if语句中并没有Serial.println("1");  Serial.println("3"); 为什么会在进入if后连续输出4组 1 3 1 3 1 3 1 3.
仔细研究后发现：在if程序执行后，LED灯灭掉，TX灯亮，但是串口没有接收到数据。
分析后我认为：sleep_cpu();执行后程序开始进入休眠，休眠后主程序停止。当1秒钟后看门狗溢出，主程序执行，每次单片机会向串口缓存存入1组“1”“3”.这样经过4次溢出，就会存入4组“1”“3”，但是这4组数据都会在单片机缓存内，并不会输出，因为主程序执行速度太快了，串口还没来得及输出，就执行器sleep_cpu()进入了休眠模式。只有当5秒后进入if语句，此时有大量时间可以让串口输出，串口就一下子把所有的数据都吐出来了。

同学们一起来分析分析

弘毅

串口输出没有加一点延时确实可能是处于奇怪工作状态，可以尝试的1，3输出前或者后加一点延时。