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一、 S32K144 Interrupt介紹
1. Arm Cortex-M4F 中斷結構及中斷過程

ARM Cortex-M4F 內核模塊框圖

S32K144 內核ARM Cortex-M4F 把中斷分為內核中斷與非內核模塊中斷，并對內核中斷和非內核中斷進行了統一編號（0~254），非內核中斷的中斷請求號（IRQ）為 0~238，對應于中斷向量號的 15~254。中斷結構原理圖如下：

ARM Cortex-M4F 中斷結構原理圖

M4F 的中斷由 M4F 內核、嵌套向量中斷控制器（Nested Vectored Interrupt Controller，NVIC）及模塊中斷源組成。中斷過程分為兩步：第一，模塊中斷源向 NVIC 發出中斷請求信號；第二步，NVIC 對發來的中斷信號進行處理，判斷該模塊中斷源是否被使能，若使能，則通過專用外設總線（Private Peripheral Bus，PPB）發送給 M4F 內核，由內核進行中斷處理。如果同時有多個中斷信號到來，NVIC 則根據設定好的中斷優先級進行判斷，優先級高的中斷被響應，優先級低的中斷被掛起，壓入堆棧保存；如果優先級完全相同的多個中斷源同時請求，則先響應 IRQ 號較小的，其他被掛起。
2. NVIC 寄存器映射

NVIC 寄存器映射地址（Cortex-M4 User Guide）

• 中斷使能寄存器（NVIC_ISER）
• 中斷禁止寄存器（NVIC_ICER）
• 中斷掛起寄存器（NVIC_ISPR）
• 清除掛起寄存器（NVIC_ICPR）
• 中斷活動位寄存器（NVIC_IABR）
• 優先級寄存器（NVIC_IPR）

上表列出了 NVIC 的寄存器映射，由于 NVIC 屬于內核外設，具體的寄存器用法可以參考手冊《Cortex?-M4 Devices Generic User Guide》。


二、 S32DS Interrupt例程簡介與應用
下面我們以 S32DS 開發環境中自帶的例程 hello_Interrupts_s32k144為例。
1. 例程導入

• 打開S32 Design Studio，點擊：“File”->“New”->“S32DS Project from Example”。

• 在彈出的窗口選取 S32K144 目錄下的 hello_interrupts 例程，點擊“Finish”。

• 點擊左上角“Build”按鈕，編譯例程。

• 點擊“Debug”按鈕。進入例程Debug頁面。

• 點擊運行程序 按鈕，D11 LED blue 燈 1s閃爍。

D11 1s閃爍藍燈

2. 例程簡介

• Hello Interrupt介紹

此例程通過配置時鐘、GPIO、LPIT0和NVIC，將定時器實現的LED燈閃爍的程序放在中斷程序中實現LED燈的藍燈1s閃爍。

• Hello Interrupt框圖

3. 例程設計思路

• 初始化中斷需要在 NVIC中 寫入 3 句代碼來實現：
• 清除先前未完成的中斷（假如有中斷未完成）
• -在清除掛起寄存器(ICPR)中的對應位寫1
• 啟用所需中斷
• -在中斷使能寄存器(ISER)中的對應位寫1
• 設置中斷優先級
• -在對應的中斷優先級寄存器(IP)中寫入一個在0~15之間的優先級

• 程序設計思路：
• 初始化端口 D module
• 使能端口 D 時鐘
• 配置 PTD0 為輸出模式（藍燈）
• 初始化系統時鐘（SOSC）為8MHz
  • 初始化 SOSC 分頻器
  • 配置范圍，高增益，參考系數
  • 確保 SOSC 控制狀態寄存器是可寫的
  • 使能 SOSC 控制狀態寄存器中的 SOSC
  • 等待 SOSC 生效

• 初始化系統鎖相環（SPLL）為160MHz
  • 確保 SPLL 禁止配置
  • 初始化 SPLL 分頻器
  • 初始化 PLL 分頻和倍頻系數

• Fpll = Fosc / PLL Ref Clk Divider x Sys PLL Multiplier / 2 = 8 MHz / 1 x 20 / 2= 160 MHz
  • 確保 SPLL 控制狀態寄存器可寫
  • 使能 SPLL 控制狀態寄存器中的 SPLL
  • 等待 SPLL 生效

• 初始化 LPIT 0 通道
  • 使能時鐘源為 SPLL_DIV2_CLK
  • 使能 LPITO 寄存器時鐘
  • 使能 LPIT0 模塊
  • 初始化 0 通道：
  • 使能該通道中斷
    • 超時時間=1s
    • 設置計數器模式并使能 0 通道

• 改變 SPLL 工作模式為 Normal RUN Mode
  • 初始化 CORE、BUS、FLASH 的分頻系數
  • 切換系統時鐘為 SPLL（160MHz）

• 禁止看門狗
• 主函數：永遠等待
• LPIT_0 0 通道中斷處理程序：
  • 清除通道溢出位
    • 裝載計數器
    • 翻轉 PTD0 GPIO 輸出

三、 例程代碼解釋以及寄存器介紹
1. void NVIC_init_IRQs (void)

• S32_NVIC->ICPR[1] = 1 << (48 % 32); /* IRQ48-LPIT0 ch0: clr any pending IRQ*/

ICPR: Interrupt Clear-pending Registers 中斷清除掛起寄存器

NVIC ICPR 寄存器映射地址

NVIC_ICPR0-NVIC_ICPR7 寄存器清除推遲狀態的中斷，并顯示推遲中的中斷。操作方法如下：

S32K144 向量表

查詢 S32K144.h 可得 PORTD 的向量值為 64，對應 IRQ 為 48。查詢 S32K144 NVIC 寄存器地址可以看到 256 個中斷向量被分為 8 個寄存器，每個寄存器共 32 位。通過移位運算給 PORTD 對應的 ICPR 寄存器賦值 1，清除 PORTD 中斷。

• S32_NVIC->ISER[1] = 1 << (48 % 32); /* IRQ48-LPIT0 ch0: enable IRQ */

ISER：Interrupt Set-enable Registers 中斷使能寄存器

NVIC ISER 寄存器映射地址

NVIC_ISER0-NVIC_ISER7 寄存器使能中斷，并顯示已經使能的中斷。

通過移位運算給 PORTD 對應的的 ISER 寄存器賦值 1，使能 PORTD 中斷。

• S32_NVIC->IP[48] = 0x0A; /* IRQ48-LPIT0 ch0: priority 10 of 0-15*/

IP：Interrupt Priority Registers 中斷優先級寄存器

NVIC IPR寄存器映射地址

NVIC_IPR0-NVIC_IPR59 寄存器為每一個中斷提供8 bit的優先級域，每個寄存器（32bit）包含4個優先級域。這些寄存器都是可以設置的。

NVIC IPR 寄存器分配

NVIC IPR 寄存器與優先級域對照

通過位運算直接給 PORTD 對應的IPR寄存器賦值優先級，優先級為 8 bit 數值。

2. void LPIT0_Ch0_IRQHandler (void) {}
中斷函數，在需要中斷的模塊名后添加IRQHandler。

3. 主程序
等待中斷狀態。

四、 參考文獻
[1] Cortex?-M4 Devices Generic User Guide.pdf，ARM
[2] S32K1xx Series Cookbook.pdf，NXP
[3] S32K144 Reference Manual.pdf，NXP

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