Reset automático do Placarduino após o fim do jogo

Depois da última modificação do Placarduino, que adicionou um tratamento para fim de jogo, a única forma de iniciar um novo jogo é resetando o Arduino ao final do jogo. E se isso fosse automático? Usando o Watchdog do Atmega isso é possível!

Existem outras formas de resetar um Arduino, como usar um jumper entre o pino de reset e um pino digital para controlar pelo código, ou pular para a primeira instrução do programa (usando Assembly ou um ponteiro de função declarado com o endereço zero), ou usando o Watchdog. Esta última me parece ser a solução menos “gambiarra” (e também é a solução recomendada pela Atmel).

O Watchdog é uma funcionalidade desenvolvida especificamente para reiniciar o microcontrolador quando ele ficar sem enviar um sinal de heartbeat por um período de tempo configurado.

O uso do Watchdog com o objetivo de reiniciar o Atmega é muito simples, bastando chamar uma função para habilitá-lo e configurar o tempo limite para reiniciar. Após isso, qualquer operação que demore mais do que o tempo configurado (um loop infinito, por exemplo) irá causar um reset do Atmega (já que não foi enviado o heartbeat).

Para utilizar o Watchdog é necessário adicionar o seguinte include no começo do arquivo Placarduino.ino:

#include <avr/wdt.h>

E no final da função gameOver():

void gameOver()
{
    // ...

    wdt_enable(WDTO_4S);
    while (1);
}

A macro wdt_enable() é a responsável por habilitar o Watchdog e configurar o tempo para reset usando uma das constantes disponíveis. Neste caso, foi utilizado o tempo de 4 segundos, mas existem constantes desde 15ms até 8s. Logo depois de habilitar o Watchdog, o while (1) garante que nada mais aconteça no Placaraduino até que o microcontrolador seja resetado (o que antes era feito com a flag isGameOver, que agora pode ser removida).

Apenas por curiosidade, já que não é necessário para esse caso, o heartbeat que evita que o Watchdog resete o Atmega, é “enviado” chamando a macro wdt_reset(). Se o Watchdog fosse utilizado em alguma aplicação de monitoramento ou que não tenha contato frequente de pessoas e fosse habilitado durante todo o programa, essa macro deveria ser chamada periodicamente no loop() e em outros lugares que podem demorar mais do que o tempo configurado, para indicar que o programa está funcionando e evitar o reset.

E, apenas para evitar qualquer surpresa: em alguns casos pode acontecer de o Watchdog continuar habilitado após o reset, causando outros resets inesperados. Geralmente o bootloader deve desativar o Watchdog durante a inicialização, mas alguns bootloaders podem não fazer isso. Então, para não ficar dependente do bootloader, eu achei melhor desativar o Watchdog no setup():

void setup()
{
    MCUSR = 0;
    wdt_disable();

    // ...
}

E isso é tudo! Ao final do jogo, após 4 segundos o Atmega será reiniciado pelo Watchdog e um novo jogo será iniciado. Como sempre, o código está no GitHub:

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