按键和中断部分
以按键触发中断为例,谈谈S5PV210的中断体系
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:就是要设置好CPU有关中断的东西。相关器件的中断初始化:譬如我们的按键,就要设置好按键,使其一按下按键,就触发中断。
(1)我们先来说说按键的相关的中断设置
先看看按键的硬件接法:我们可以看到,按键是接在EINT2和EINT3处,还有KP_COL0-3,一共是6个按键,
然后我们看SOC的接口处,可以看到EINT2和EINT3接在了GPH0_2,3处,KP_COL0-3接在了GPH2_0-3处
然后,我们就查找GPH0和GPH2的数据手册,全部将其设置为外部中断模式(EXT_INT)模式,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,一个按键的话只需要设置好四个寄存器就可以工作了。
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/下降沿触发中断),
EXT_INT_0_MASK:向该寄存器写0来使能中断;
EXT_INT_O_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。
1 // 以中断方式来处理按键的初始化 2 void key_init_interrupt(void) 3 { 4 // 1. 外部中断对应的GPIO模式设置 5 rGPH0CON |= 0xFF<<8; // GPH0_2 GPH0_3设置为外部中断模式 6 7 // 2. 中断触发模式设置 8 rEXT_INT_0_CON &= ~(0xFF<<8); // bit8~bit15全部清零 9 rEXT_INT_0_CON |= ((2<<8)|(2<<12)); // EXT_INT2和EXT_INT3设置为下降沿触发 10 11 // 3. 中断允许 12 rEXT_INT_0_MASK &= ~(3<<2); // 外部中断允许 13 14 // 4. 清挂起,清除是写1,不是写0 15 rEXT_INT_0_PEND |= (3<<2); 16 }
(2)设置CPU的中断模式
1.中断产生的时候,CPU所做的工作的大致过程
图片来源:http://blog.csdn.net/mr_raptor/article/details/6556195
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)置为1,中断挂起,这就相当于告诉了CPU中断发生了,然后CPU就发生了上面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了中断的话,CPU是一概不理的。
根据上图:我们要完成的的东西就是:
1.把我们的异常处理入口地址放到我们的异常向量表所对应的内存处:0x00000018
2.上面的异常处理入口那张图所对应的过程,具体实现的代码如下。
1 IRQ_handle: 2 // 设置IRQ模式下的栈 3 ldr sp, =IRQ_STACK 4 // 保存LR 5 // 因为ARM有流水线,所以PC的值会比真正执行的代码+8, 6 sub lr, lr, #4 7 // 保存r0-r12和lr到irq模式下的栈上面 8 stmfd sp!, {r0-r12, lr} 9 // 在此调用真正的isr来处理中断 10 bl irq_handler 11 // 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 12 ldmfd sp!, {r0-r12, pc}^
2.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)
图片来源:http://www.docin.com/p-961251144.html
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,用来存放我们想要的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里面的地址就会硬件自动刷到这个寄存器上。(中断处理完成之后,我们要清除这个寄存器)
1 // 清除需要处理的中断的中断处理函数的地址 2 void intc_clearvectaddr(void) 3 { 4 // VICxADDR:当前正在处理的中断的中断处理函数的地址 5 VIC0ADDR = 0; 6 VIC1ADDR = 0; 7 VIC2ADDR = 0; 8 VIC3ADDR = 0; 9 }
2.VICnINTENCLEAR :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。我们也可以通过相应的中断号,来禁止那个中断。
1 // 禁止中断 2 // 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 3 void intc_disable(unsigned long intnum) 4 { 5 unsigned long temp; 6 7 if(intnum<32) 8 { 9 temp = VIC0INTENCLEAR; 10 temp |= (1<<intnum); 11 VIC0INTENCLEAR = temp; 12 } 13 else if(intnum<64) 14 { 15 temp = VIC1INTENCLEAR; 16 temp |= (1<<(intnum-32)); 17 VIC1INTENCLEAR = temp; 18 } 19 else if(intnum<96) 20 { 21 temp = VIC2INTENCLEAR; 22 temp |= (1<<(intnum-64)); 23 VIC2INTENCLEAR = temp; 24 } 25 else if(intnum<NUM_ALL) 26 { 27 temp = VIC3INTENCLEAR; 28 temp |= (1<<(intnum-96)); 29 VIC3INTENCLEAR = temp; 30 } 31 // NUM_ALL : disable all interrupt 32 else 33 { 34 VIC0INTENCLEAR = 0xFFFFFFFF; 35 VIC1INTENCLEAR = 0xFFFFFFFF; 36 VIC2INTENCLEAR = 0xFFFFFFFF; 37 VIC3INTENCLEAR = 0xFFFFFFFF; 38 } 39 40 return; 41 }
3.VICnINTSELECT :中断选择寄存器,我们在这里选择FIQ模式还是IRQ模式
1 // 初始化中断控制器 2 void intc_init(void) 3 { 4 // 禁止所有中断 5 // 为什么在中断初始化之初要禁止所有中断? 6 // 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 7 // 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 8 // 则程序很可能跑飞,所以不用的中断一定要关掉。 9 // 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 10 // 给这个中断提供相应的isr并绑定好。 11 VIC0INTENCLEAR = 0xffffffff; 12 VIC1INTENCLEAR = 0xffffffff; 13 VIC2INTENCLEAR = 0xffffffff; 14 VIC3INTENCLEAR = 0xffffffff; 15 16 // 选择中断类型为IRQ 17 VIC0INTSELECT = 0x0; 18 VIC1INTSELECT = 0x0; 19 VIC2INTSELECT = 0x0; 20 VIC3INTSELECT = 0x0; 21 22 // 清VICxADDR 23 intc_clearvectaddr(); 24 }
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。
1 // 绑定我们写的isr到VICnVECTADDR寄存器 2 // 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 3 // 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。 4 // 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 5 6 // VIC0VECTADDR定义为VIC0VECTADDR0寄存器的地址,就相当于是VIC0VECTADDR0~31这个 7 // 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 8 // 只需要首地址+偏移量即可。 9 void intc_setvectaddr(unsigned long intnum, void (*handler)(void)) 10 { 11 //VIC0 12 if(intnum<32) 13 { 14 *( (volatile unsigned long *)(VIC0VECTADDR + 4*(intnum-0)) ) = (unsigned)handler; 15 } 16 //VIC1 17 else if(intnum<64) 18 { 19 *( (volatile unsigned long *)(VIC1VECTADDR + 4*(intnum-32)) ) = (unsigned)handler; 20 } 21 //VIC2 22 else if(intnum<96) 23 { 24 *( (volatile unsigned long *)(VIC2VECTADDR + 4*(intnum-64)) ) = (unsigned)handler; 25 } 26 //VIC3 27 else 28 { 29 *( (volatile unsigned long *)(VIC3VECTADDR + 4*(intnum-96)) ) = (unsigned)handler; 30 } 31 return; 32 }
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。
1 unsigned long vicaddr[4] = {VIC0ADDR,VIC1ADDR,VIC2ADDR,VIC3ADDR}; 2 int i=0; 3 void (*isr)(void) = NULL; 4 5 for(i=0; i<4; i++) 6 { 7 // 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 8 if(intc_getvicirqstatus(i) != 0) 9 { 10 isr = (void (*)(void)) vicaddr[i]; 11 break; 12 } 13 } 14 (*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
1 // 使能中断 2 // 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 3 void intc_enable(unsigned long intnum) 4 { 5 unsigned long temp; 6 // 确定intnum在哪个寄存器的哪一位 7 // <32就是0~31,必然在VIC0 8 if(intnum<32) 9 { 10 temp = VIC0INTENABLE; 11 temp |= (1<<intnum); // 如果是第一种设计则必须位操作,第二种设计可以 12 // 直接写。 13 VIC0INTENABLE = temp; 14 } 15 else if(intnum<64) 16 { 17 temp = VIC1INTENABLE; 18 temp |= (1<<(intnum-32)); 19 VIC1INTENABLE = temp; 20 } 21 else if(intnum<96) 22 { 23 temp = VIC2INTENABLE; 24 temp |= (1<<(intnum-64)); 25 VIC2INTENABLE = temp; 26 } 27 else if(intnum<NUM_ALL) 28 { 29 temp = VIC3INTENABLE; 30 temp |= (1<<(intnum-96)); 31 VIC3INTENABLE = temp; 32 } 33 // NUM_ALL : enable all interrupt 34 else 35 { 36 VIC0INTENABLE = 0xFFFFFFFF; 37 VIC1INTENABLE = 0xFFFFFFFF; 38 VIC2INTENABLE = 0xFFFFFFFF; 39 VIC3INTENABLE = 0xFFFFFFFF; 40 } 41 42 }
至此,全部准备工作处理完成,只需要在main函数那里调用相应的函数就可以了
1 int main(void) 2 { //串口初始化 uart_init(); 3 //按键的中断初始化 4 key_init_interrupt(); 5 6 // 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 7 system_init_exception(); 8 9 // 绑定isr到中断控制器硬件 10 intc_setvectaddr(KEY_EINT2, isr_eint2); 11 12 // 使能中断 13 intc_enable(KEY_EINT2); 14 15 return 0; 16 }
终极目标:执行中断处理程序,只要我们一按下按键,就会在串口那里打印”isr_eint2_LEFT“这句话了
1 // EINT2通道对应的按键,就是GPH0_2引脚对应的按键,就是开发板上标了LEFT的那个按键 2 void isr_eint2(void) 3 { 4 // 真正的isr应该做2件事情。 5 // 第一,中断处理代码,就是真正干活的代码 6 printf("isr_eint2_LEFT.\n"); 7 // 第二,清除中断挂起 8 rEXT_INT_0_PEND |= (1<<2); 9 intc_clearvectaddr(); 10 }
参考来源:朱老师物联网大教程