Захват ввода с включенным спящим режимом на плате ATM32u4 работает только при каждом втором чтении в спящем режиме.

Вкратце: у меня есть код захвата ввода и код энергосбережения, объединенные в одну программу. Оба адаптированы из примеров Ника Гэммона, которые отлично работают независимо друг от друга. Когда я объединил их в один код, он считывает данные только через раз, когда одиночный импульс отправляется для захвата каждые 20 секунд. Плата спит в течение одного цикла простоя между 20-секундными показаниями, затем просыпается, но пропускает первое чтение, а затем остается в активном состоянии в течение следующего цикла простоя и правильно считывает импульс на 40-секундной отметке для второго показания. И повторяет. Ссылки на эти два кода Ника Гэммона перечислены в программе.

Подробности: Adafruit BlueFruit Feather 32u4 с nrf51 в среде разработки Arduino 1.8.10. Используя пример Ника Гэммона для захвата ввода, внешний входящий импульс длительностью около 800 мкс (микросекунд) измеряется (ICP3) захватом ввода № 3 (переписанным из ICP1) на контакте D13 (PC7) (светодиод удален). Работает хорошо.

Затем у меня была отдельная программа, которая переводила плату в режим глубокого сна и с помощью INT0 (D3) пробуждала ее внешним сигналом прерывания. Поскольку я не смог понять, как использовать входной захват в качестве прерывания ISR для пробуждения платы, я подал тот же внешний импульсный сигнал на контакт D3 (INT0). Таким образом, когда импульс достигает D3 (INT0) и D13 (ICP3) одновременно, и D3 пробуждает плату через INT0, тогда ICP3 может захватить импульс и измерить его. Затем сразу после этого или через несколько секунд можно снова заснуть, пока не придет следующий импульс на D13 (ICP3). Я разнес внешние одиночные импульсы 800 мкс с интервалом в 20 секунд, чтобы облегчить диагностику. Если я удалю строку, переводящую плату в спящий режим "sleep_cpu();" Каждые 20 секунд я получаю хорошее измерение импульса одиночного сигнала. Поскольку я не использую функцию отсоединения и повторного подключения USB, после того, как плата переходит в спящий режим, она отключается, но я отслеживаю энергопотребление с помощью мА-метра Fluke и могу видеть, когда он спит и когда просыпается, а также отслеживаю внешний импульс поступает на D13 (ICP3) и D3 (INT0) на оскопе.

Примечания. Захват ввода указан в списке прерываний, но имеет гораздо более низкий приоритет, чем INTo или INT1. Мне не нужен активный USB во время чтения или сна, потому что для отправки данных используется BLE. В коде, который я опубликовал, часть BLE удалена, что упрощает устранение неполадок. Внешний однократный импульс 800 мкс является устойчивым, как скала, который я показываю на оскопе, с правильной амплитудой (от 0 до 3,3 В) и интервалами. Я пытаюсь заставить процессор спать между чтениями. Может быть сразу после чтения или через несколько секунд. Прерывания должны быть живыми и готовыми к захвату на случай, если 20 секунд превратятся в интервалы в 1 или 2 секунды (в реальной жизни).

// Время интервала между двумя последовательными импульсами. Частотный таймер с использованием ввода //блок захвата №3 на 32u4
// Автор: Ник Гэммон
// Дата: 31 августа 2013 г. http://www.gammon.com.au/timers
// Ссылки: здесь: http://www.gammon.com.au/forum/?id=11504&reply=12#reply12 //и здесь: https://www.gammon.com.au/power Sketch J
// Информация здесь: http://gammon.com.au/interrupts
//Частота (Гц) Per (мкс)
// 8 000 000* 0,125 мкс или 125 нс за такт на частоте 8 МГц


#include "LowPower.h" 
//часть обхода отсутствующей функциональности BOSD в 32u4.
// Не требуется для микроконтроллеров 328p для сна.

#include <avr/sleep.h>
#include <avr/power.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include "avr/io.h"
#include <math.h> 
#include <Arduino.h>


// Вход: контакт D13 (PC7, ICP3) adafruit 32u, который является входным контактом захвата таймера 3, // удален светодиод D13 путем обрезания дорожки или удаления резистора перед светодиодом 13.

const int wakeUpPin = 3;
volatile boolean first;
volatile boolean triggered;
volatile unsigned long overflowCount;
volatile unsigned long startTime;
volatile unsigned long finishTime;
volatile unsigned long elapsedTime;

//////ПУСК: ПРОГРАММА ТАЙМЕРА ISR/СЧЕТЧИКА ИМПУЛЬСОВ НА D13 ВХОД-ЗАХВАТ №3 на 32u4 ////
//https://www.nongnu.org/avr-libc/user-manual/group__avr__interrupts.html //http://medesign.seas.upenn.edu/index.php/Guides/MaEvArM-timer3

// таймер переполняется (каждые 65536 отсчетов)
ISR (TIMER3_OVF_vect) //1 3

{
        overflowCount++;
}  // конец TIMER3_OVF_vect

ISR (TIMER3_CAPT_vect)   // 1 3
  {
       // отмена сна в качестве меры предосторожности (добавлено сюда из режима энергосбережения)
      sleep_disable();
    
   // получить значение счетчика до того, как оно изменится
  unsigned int timer3CounterValue;
  timer3CounterValue = ICR3;  
// см. техническое описание, стр. 117 (доступ к 16-битным регистрам)
  unsigned long overflowCopy = overflowCount;
  
  // если только что пропустили переполнение
  if ((TIFR3 & bit (TOV3)) && timer3CounterValue < 0x7FFF)  // 1 3 //http://medesign.seas.upenn.edu/index.php/Guides/MaEvArM-timer3
    overflowCopy++;
  
  // подождем, пока не заметим последний
  if (triggered)
    return;

  if (first)
    {
    startTime = (overflowCopy << 16) + timer3CounterValue;
    first = false;
    return;  
    }
    
  finishTime = (overflowCopy << 16) + timer3CounterValue;
  triggered = true;
  TIMSK3 = 0;    // больше никаких прерываний на данный момент // 1 3 //http://medesign.seas.upenn.edu/index.php/Guides/MaEvArM-timer3
  }  // конец TIMER3_CAPT_vect

/////////////////////////ENF OF: ПРОГРАММА ИЗМЕРЕНИЯ ТАЙМЕРА/СЧЕТЧИКА ИМПУЛЬСОВ/////////////


////////ПРОГРАММА ПОДГОТОВКИ К ПРЕРЫВАНИЯМ ДЛЯ ЗАХВАТА ПО ТАЙМЕРУ/СЧЕТЧИКУ//////////////////

void prepareForInterrupts ()
  {
 
  noInterrupts ();  // защищенный код
  first = true;
  triggered = false;  // перезаряжаем для следующего раза
  // сбросить Таймер 1
  TCCR3A = 0;   // 1 3
  TCCR3B = 0;    // 1 3
  
  TIFR3 = bit (ICF3) | bit (TOV3);  // очищаем флаги, чтобы не было фиктивного прерывания // 1 3
  TCNT3 = 0;          // Счетчик до нуля // 1 3
  overflowCount = 0;  // Поэтому переполнения пока нет
  
  // Таймер 3 - считает тактовые импульсы
  TIMSK3 = bit (TOIE3) | bit (ICIE3);   // прерывание при переполнении Таймера 3 и захвате ввода
  // запускаем Таймер 1, без предделителя
  TCCR3B =  bit (CS30) | bit (ICES3);  

// плюс Input Capture Edge Select (нарастающий на D13)
//TCCR1B &= ~(1<<ICES1);
//ICP настроен на запуск по спаду/нарастанию фронта
// Бит 6 — ICES1: Input Capture Edge select Выбор обнаружения фронта для //функции захвата ввода. 0 = захват по заднему фронту 1 = захват по //нарастающему фронту
  
  interrupts ();
  }  // конец подготовки к прерываниям
  
///КОНЕЦ: ПОДГОТОВКА К ПРЕРЫВАНИЯМ ДЛЯ ТАЙМЕРА/СЧЕТЧИКА/////////////
  
///ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ - ПРЕРЫВАНИЕ СИГНАЛА WAKEUP ISR НА D3 на 32u4 или D2 на 328p///

void wakeUp ()
 {
  // отменяем сон в качестве меры предосторожности
     sleep_disable();
  // в целях предосторожности, пока мы занимаемся другими делами
   detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(wakeUpPin));   
//D3 для 32u4 и D2 для 328p (INT0)
 }  // конец пробуждения
////ПРОГРАММА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ - WAKEUP ISR-END///////////////////

////////УСТАНОВИТЬ ПУСТОЙ //////////////////////////////////////// ////

void setup(void)
{
 pinMode(wakeUpPin, INPUT); //это контакт D3 (INT0) на 32u4 и D2 (INT0) на 328p
digitalWrite (wakeUpPin, LOW);  
// включить раскрывающийся список на D3 (на 32u4 D3 равен INT0) для пробуждения ПРЕРЫВАНИЕ — ЧАСТЬ //ПРОГРАММЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ С СИГНАЛОМ INT0 на D3 на 32u4 (или D2 на 328p)

 Serial.begin(115200);
  
  pinMode(13, INPUT);   
//Это входной/измерительный контакт (светодиод отключен или резистор LED13 удален)
   analogWrite(13, LOW);  //должен тянуть вверх или вниз, чтобы остановить шум и плавание

  // настройка для прерываний
  prepareForInterrupts ();   

}   // <= это для НАСТРОЙКИ () ///////

/////////////////////////КОНЕЦ СЕГМЕНТА НАСТРОЙКИ///////////////////


//////НАЧАЛО ГЛАВНОГО ЦИКЛА/////////////

void loop(void)
{

   // ждем, пока у нас будет чтение
if (!triggered) //если "запущен" НЕ ИСТИНА (т.е. НЕ Инициировано), то ОСТАНОВИТЕСЬ ЗДЕСЬ
 return;      
    
unsigned long  elapsedTime = (finishTime - startTime); 
//количество периодов между начальным и конечным временем

Serial.print ("Start time: ");
Serial.print(startTime);
Serial.print (" counts.  ");
Serial.print ("Finish time: ");
Serial.print(finishTime );
Serial.print (" counts.  ");
Serial.print ("Elapsed time: ");
Serial.print (elapsedTime);
Serial.println (" counts.   ");

 // Задержка перед следующим обновлением измерений
 delayMicroseconds(1000) ;

 prepareForInterrupts (); 
// возвращается вне LOOP для условий RESET для следующего INPUT CAPTURE ISR AND //OVERFLOW ISR TIMER/COUNTER чтение, очистка регистров и т.д.


///ЗАПУСК: ПРОГРАММА ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ D3 (INT0) на 32u4 (D2 — INT0 на 328p) //ПРЕРЫВАНИЕ ОТ ИМПУЛЬСНОГО ИЛИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ/////////////

//задержкамикросекунд(3000000) ;
// ЗАДЕРЖКА, ПОЭТОМУ ТОЛЬКО СОН МОЖЕТ СЛУЧАТЬСЯ КАЖДЫЕ 3 секунды => 3000000 мкс (микросек)

 delay(500);// ДОЛЖНА быть задержка, чтобы разрешить процесс отключения питания

      // отключить АЦП
      ADCSRA = 0;  
  
      set_sleep_mode (SLEEP_MODE_PWR_DOWN);  
      sleep_enable();

  // Не прерывать до перехода в спящий режим, иначе ISR отсоединит прерывания и мы не проснёмся.
      noInterrupts ();

  // будет вызываться, когда INT0 (вывод D2 для 328p) или D3 для 32u4 переходит в состояние HIGH//
     attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(wakeUpPin), wakeUp, RISING);   

// [Внешние прерывания] //3 для 32u4 и 2 для 328p (INT0) Используйте RISING как //триггер для (INT0 на D2 для 328p и) INT0 на D3 на 32u4 от операционного усилителя. Тот же //сигнал, что и у D13 INPUT CAPTURE TIMER от операционного усилителя OUT
     EIFR = bit (INTF0);  // сбросить флаг для прерывания 0
     EIFR = bit (INTF1);  // сбросить флаг для прерывания 1
// добавлено просто на всякий случай, чтобы покрыть контакты D2 и D3 INT
          
// отключаем в программном обеспечении brow-out enable, БОДС не работает с 32u4, только //328p. Обойти это можно с помощью "low-power.h" библиотека, здесь не реализована
// BODS должен быть установлен в единицу, а BODSE должен быть установлен в ноль в течение четырех тактовых циклов
       // MCUCR = бит (BODS) | бита (БОДСЕ);
       // Бит BODS автоматически сбрасывается после трех тактов
       // MCUCR = бит (BODS);
        
//Мы гарантируем, что вызов sleep_cpu будет выполнен, поскольку процессор //выполняет следующую инструкцию после включения прерываний.
        interrupts ();  // один цикл
     // спящий_процессор (); // один цикл //******ОТКЛЮЧЕНО, ПОТОМУ ЧТО ПРОДОЛЖАЕТ УДВОИВАТЬСЯ
                                        //ВРЕМЯ ОТПРАВКИ ДАННЫХ И ПРОБУЖДАЕТСЯ ТОЛЬКО НА ПОЛОВИНУ
                                        //ВРЕМЯ

///////КОНЕЦ ПРОГРАММЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ///////////////////////////////////////// /////////

} 
////////////////////////КОНЕЦ ГЛАВНОГО ЦИКЛА//////////////////////