一、按键和中断分析
要使用中断,首先要做好两个部分的工作:CPU中断的初始化和相应器件的中断的初始化。
CPU中断初始化:就是要设置号CPU有关中断的东西。
相关器件的中断初始化:例如按键,就要设置好按键,就触发中断。
(1)、先看看按键的原理图
从上图我们可以得知:按键是接在EINT2和EINT3处,还有KP_COL0-3,一共是6个按键。
(2)、接下来看SoC接口处
从上图EINT2和EINT3接在了GPH0_2,3处,KP_COL0-3接在了GPH2_0-3处。
(3)、最后看看有关的寄存器(GPH0和GPH2,全部将其设置为外部中断模式(EXT_INT),也就是1111),
KP_COL模式是用来做矩阵键盘的。
设置好寄存器GPH0和GPH2之后,我们下面设置和外部中断相关的寄存器:
EXT_INT_0_CON,EXT_INT_2_CON,EXT_INT_0_MASK,EXT_INT_2_MASK,EXT_INT_0_PEND,EXT_INT_2_PEND。
总结:也就是说按键这边,一个按键需要设置好四个寄存器就行了。
GPH0CON:选择外部中断模式
EXT_INT_0_CON:选择怎样就触发中断(是高电平就触发中断,还是低电平,上升沿,下降沿,上升/下降触发中断)
EXT_INT_0_MASK:向该寄存器写0来使能中断
EXT_INT_0_PEND:我们初始化的时候可以通过写1来进行清除中断,中断处理完之后,我们也要向这个寄存器写1来
清除中断。
设置好上面这些寄存器,我们按键部分的中断初始化就设置好了
// 以中断方式来处理按键的初始化 void key_init_interrupt(void) { // 1. 外部中断对应的GPIO模式设置 rGPH0CON |= 0xFF<<8; // GPH0_2 GPH0_3设置为外部中断模式 // 2. 中断触发模式设置 rEXT_INT_0_CON &= ~(0xFF<<8); // bit8~bit15全部清零 rEXT_INT_0_CON |= ((2<<8)|(2<<12)); // EXT_INT2和EXT_INT3设置为下降沿触发 // 3. 中断允许 rEXT_INT_0_MASK &= ~(3<<2); // 外部中断允许 // 4. 清挂起,清除是写1,不是写0 rEXT_INT_0_PEND |= (3<<2); }
二、设置CPU的中断模式
1、中断产生CPU所做的工作的大概过程
需要注意的是:
(1)、外部中断发生,EXT_INT_O_PEND寄存器(按键那边的寄存器)置1,中断挂起,这
就相当于告诉了CPU中断发生了,然后CPU就发生了上图所对应的这些响应。
(2)、中断发生后,cpsr寄存器中的IRQ中断位就置1了,所以,CPU进来处理中断后,其他硬
件在这段时间内发生中断的话,CPU是不理的。
根据上图:我们需要完成的东西就是
(1)、把我们的异常处理入口的地址放到我们异常向量表所对应的内存处:0x00000018
代码实现为:
IRQ_handle: // 设置IRQ模式下的栈 ldr sp, =IRQ_STACK // 保存LR // 因为ARM有流水线,所以PC的值会比真正执行的代码+8, sub lr, lr, #4 // 保存r0-r12和lr到irq模式下的栈上面 stmfd sp!, {r0-r12, lr} // 在此调用真正的isr来处理中断 bl irq_handler // 处理完成开始恢复现场,其实就是做中断返回,关键是将r0-r12,pc,cpsr一起回复 ldmfd sp!, {r0-r12, pc}^
三、设置中断相关的寄存器,让CPU找到相应的执行程序,然后执行它(这是中断的目的:执行中断处理程序)
相关的寄存器有:VICnADDR VICnINTENCLEAR VICnINTSELECT VICnIRQSTATUS
VIC0VECTADDRn VICnINTENABLE
1、VICnADDR:一共有四个寄存器,VIC(0-3)一人一个,用来存放我们想要执行的中断处理程序(isr)的地址,
它里面的地址是从VIC0VECTADDRn这个寄存器里面来的,当中断发生之后,VIC0VECTADDRn里面的地址就会被
硬件自动刷到这个寄存器上。(中断处理完之后,我们要清除这个寄存器)
// 清除需要处理的中断的中断处理函数的地址 void intc_clearvectaddr(void) { // VICxADDR:当前正在处理的中断的中断处理函数的地址 VIC0ADDR = 0; VIC1ADDR = 0; VIC2ADDR = 0; VIC3ADDR = 0; }
2、VINCnINTENCLEAR:清中断寄存器,也就是中断处理完成之后,我们要往这个寄存器里面写1,把中断清理掉。
我们可以通过相应的中断号,来禁止那个中断。
// 禁止中断 // 通过传参的intnum来禁止某个具体的中断源,中断号在int.h中定义,是物理中断号 void intc_disable(unsigned long intnum) { unsigned long temp; if(intnum<32) { temp = VIC0INTENCLEAR; temp |= (1<<intnum); VIC0INTENCLEAR = temp; } else if(intnum<64) { temp = VIC1INTENCLEAR; temp |= (1<<(intnum-32)); VIC1INTENCLEAR = temp; } else if(intnum<96) { temp = VIC2INTENCLEAR; temp |= (1<<(intnum-64)); VIC2INTENCLEAR = temp; } else if(intnum<NUM_ALL) { temp = VIC3INTENCLEAR; temp |= (1<<(intnum-96)); VIC3INTENCLEAR = temp; } // NUM_ALL : disable all interrupt else { VIC0INTENCLEAR = 0xFFFFFFFF; VIC1INTENCLEAR = 0xFFFFFFFF; VIC2INTENCLEAR = 0xFFFFFFFF; VIC3INTENCLEAR = 0xFFFFFFFF; } return; }
3.VICnINTSELECT :中断选择寄存器,我们在这里选择FIQ模式还是IRQ模式
// 初始化中断控制器 void intc_init(void) { // 禁止所有中断 // 为什么在中断初始化之初要禁止所有中断? // 因为中断一旦打开,因为外部或者硬件自己的原因产生中断后一定就会寻找isr // 而我们可能认为自己用不到这个中断就没有提供isr,这时它自动拿到的就是乱码 // 则程序很可能跑飞,所以不用的中断一定要关掉。 // 一般的做法是先全部关掉,然后再逐一打开自己感兴趣的中断。一旦打开就必须 // 给这个中断提供相应的isr并绑定好。 VIC0INTENCLEAR = 0xffffffff; VIC1INTENCLEAR = 0xffffffff; VIC2INTENCLEAR = 0xffffffff; VIC3INTENCLEAR = 0xffffffff; // 选择中断类型为IRQ VIC0INTSELECT = 0x0; VIC1INTSELECT = 0x0; VIC2INTSELECT = 0x0; VIC3INTSELECT = 0x0; // 清VICxADDR intc_clearvectaddr(); }4.VIC0VECTADDRn :一共有128个这样的寄存器,一个中断号对应一个这样的寄存器,我们可以通过中断号和VICnADDR这个基地址来计算VIC0VECTADDRn这个寄存器的地址,然后把我们的执行程序放到这个寄存器中,这样我们就不需要定义太多的宏了。
// 绑定我们写的isr到VICnVECTADDR寄存器 // 绑定过之后我们就把isr地址交给硬件了,剩下的我们不用管了,硬件自己会处理 // 等发生相应中断的时候,我们直接到相应的VICnADDR中去取isr地址即可。 // 参数:intnum是int.h定义的物理中断号,handler是函数指针,就是我们写的isr // VIC0VECTADDR定义为VIC0VECTADDR0寄存器的地址,就相当于是VIC0VECTADDR0~31这个 // 数组(这个数组就是一个函数指针数组)的首地址,然后具体计算每一个中断的时候 // 只需要首地址+偏移量即可。 void intc_setvectaddr(unsigned long intnum, void (*handler)(void)) { //VIC0 if(intnum<32) { *( (volatile unsigned long *)(VIC0VECTADDR + 4*(intnum-0)) ) = (unsigned)handler; } //VIC1 else if(intnum<64) { *( (volatile unsigned long *)(VIC1VECTADDR + 4*(intnum-32)) ) = (unsigned)handler; } //VIC2 else if(intnum<96) { *( (volatile unsigned long *)(VIC2VECTADDR + 4*(intnum-64)) ) = (unsigned)handler; } //VIC3 else { *( (volatile unsigned long *)(VIC3VECTADDR + 4*(intnum-96)) ) = (unsigned)handler; } return; }5.VICnIRQSTATUS :IRQ模式下的中断状态寄存器(一共有4个),中断发生后,这个寄存器就会自动置1了,然后我们是通过判断这4个寄存器中哪个寄存器写了1,然后得知我们的中断执行程序的地址是放到了哪个VICnADDR寄存器上,最后在相应的VICADDR寄存器上找到中断执行程序的地址。
unsigned long vicaddr[4] = {VIC0ADDR,VIC1ADDR,VIC2ADDR,VIC3ADDR}; int i=0; void (*isr)(void) = NULL; for(i=0; i<4; i++) { // 发生一个中断时,4个VIC中有3个是全0,1个的其中一位不是0 if(intc_getvicirqstatus(i) != 0) { isr = (void (*)(void)) vicaddr[i]; break; } } (*isr)(); // 通过函数指针来调用函数6.VICnINTENABLE :中断使能寄存器,通过中断号,来向中断使能寄存器的相应位写1,就可以使能相应的中断了
// 使能中断 // 通过传参的intnum来使能某个具体的中断源,中断号在int.h中定义,是物理中断号 void intc_enable(unsigned long intnum) { unsigned long temp; // 确定intnum在哪个寄存器的哪一位 // <32就是0~31,必然在VIC0 if(intnum<32) { temp = VIC0INTENABLE; temp |= (1<<intnum); // 如果是第一种设计则必须位操作,第二种设计可以 // 直接写。 VIC0INTENABLE = temp; } else if(intnum<64) { temp = VIC1INTENABLE; temp |= (1<<(intnum-32)); VIC1INTENABLE = temp; } else if(intnum<96) { temp = VIC2INTENABLE; temp |= (1<<(intnum-64)); VIC2INTENABLE = temp; } else if(intnum<NUM_ALL) { temp = VIC3INTENABLE; temp |= (1<<(intnum-96)); VIC3INTENABLE = temp; } // NUM_ALL : enable all interrupt else { VIC0INTENABLE = 0xFFFFFFFF; VIC1INTENABLE = 0xFFFFFFFF; VIC2INTENABLE = 0xFFFFFFFF; VIC3INTENABLE = 0xFFFFFFFF; } }
接下来是主函数:
int main(void) { //串口初始化 uart_init(); //按键的中断初始化 key_init_interrupt(); // 如果程序中要使用中断,就要调用中断初始化来初步初始化中断控制器 system_init_exception(); // 绑定isr到中断控制器硬件 intc_setvectaddr(KEY_EINT2, isr_eint2); // 使能中断 intc_enable(KEY_EINT2); return 0; }欢迎各位指出不足之处