按鍵和中斷部分
以按鍵觸發中斷為例,談談S5PV210的中斷體系
要使用中斷,首先要做好兩個部分的工作:CPU中斷的初始化和相應器件的中斷的初始化。CPU中斷初始化:就是要設置好CPU有關中斷的東西。相關器件的中斷初始化:譬如我們的按鍵,就要設置好按鍵,使其一按下按鍵,就觸發中斷。
(1)我們先來說說按鍵的相關的中斷設置
先看看按鍵的硬件接法:我們可以看到,按鍵是接在EINT2和EINT3處,還有KP_COL0-3,一共是6個按鍵,然后我們看SOC的接口處,可以看到EINT2和EINT3接在了GPH0_2,3處,KP_COL0-3接在了GPH2_0-3處
然后,我們就查找GPH0和GPH2的數據手冊,全部將其設置為外部中斷模式(EXT_INT)模式,也就是1111,KP_COL模式是用來做矩陣鍵盤的。
設置好寄存器GPH0和GPH2之后,我們下面設置和外部中斷相關的寄存器:EXT_INT_0_CON,EXT_INT_2_CON,EXT_INT_0_MASK,EXT_INT_2_MASK,EXT_INT_0_PEND,EXT_INT_2_PEND.
總結:也就是說按鍵這邊,一個按鍵的話只需要設置好四個寄存器就可以工作了。
GPH0CON選擇外部中斷模式,
EXT_INT_0_CON選擇怎樣就觸發中斷(是高電平就觸發中斷,還是低電平,上升沿,下降沿,上升/下降沿觸發中斷),
EXT_INT_0_MASK:向該寄存器寫0來使能中斷;
EXT_INT_O_PEND:我們初始化的時候可以通過寫1來進行清除中斷,中斷處理完之后,我們也要向這個寄存器寫1來清除中斷。設置好上面這些寄存器,我們按鍵部分的中斷初始化就設置好了。
1 // 以中斷方式來處理按鍵的初始化
2 void key_init_interrupt(void)
3 {
4 // 1. 外部中斷對應的GPIO模式設置
5 rGPH0CON |= 0xFF《《8; // GPH0_2 GPH0_3設置為外部中斷模式
6
7 // 2. 中斷觸發模式設置
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設置為下降沿觸發
10
11 // 3. 中斷允許
12 rEXT_INT_0_MASK &= ~(3《《2); // 外部中斷允許
13
14 // 4. 清掛起,清除是寫1,不是寫0
15 rEXT_INT_0_PEND |= (3《《2);
16 }
(2)設置CPU的中斷模式
1.中斷產生的時候,CPU所做的工作的大致過程
圖片來源:http://blog.csdn.net/mr_raptor/article/details/6556195
需要注意的是:1.外部中斷發生,EXT_INT_O_PEND寄存器(按鍵那邊的寄存器)置為1,中斷掛起,這就相當于告訴了CPU中斷發生了,然后CPU就發生了上面圖所對應的這些響應
2.中斷發生后,cpsr寄存器中的IRQ中斷位就置1了,所以,CPU進來處理中斷后,其他硬件在這段時間內發生了中斷的話,CPU是一概不理的。
根據上圖:我們要完成的的東西就是:
1.把我們的異常處理入口地址放到我們的異常向量表所對應的內存處:0x00000018
2.上面的異常處理入口那張圖所對應的過程,具體實現的代碼如下。
1 IRQ_handle:
2 // 設置IRQ模式下的棧
3 ldr sp, =IRQ_STACK
4 // 保存LR
5 // 因為ARM有流水線,所以PC的值會比真正執行的代碼+8,
6 sub lr, lr, #4
7 // 保存r0-r12和lr到irq模式下的棧上面
8 stmfd sp!, {r0-r12, lr}
9 // 在此調用真正的isr來處理中斷
10 bl irq_handler
11 // 處理完成開始恢復現場,其實就是做中斷返回,關鍵是將r0-r12,pc,cpsr一起回復
12 ldmfd sp!, {r0-r12, pc}^
2.設置中斷相關的寄存器,讓CPU找到相應的執行程序,然后執行它(這是中斷的目的:執行中斷處理程序)
圖片來源:http://www.docin.com/p-961251144.html
相關的寄存器有:VICnADDR VICnINTENCLEAR VICnINTSELECT VICnIRQSTATUS VIC0VECTADDRn VICnINTENABLE
1.VICnADDR :一共有四個寄存器,VIC(0-3)一人一個,用來存放我們想要的執行的中斷處理程序(isr)的地址,它里面的地址是從VIC0VECTADDRn這個寄存器里面來的,當中斷發生之后,VIC0VECTADDRn里面的地址就會硬件自動刷到這個寄存器上。(中斷處理完成之后,我們要清除這個寄存器)
1 // 清除需要處理的中斷的中斷處理函數的地址
2 void intc_clearvectaddr(void)
3 {
4 // VICxADDR:當前正在處理的中斷的中斷處理函數的地址
5 VIC0ADDR = 0;
6 VIC1ADDR = 0;
7 VIC2ADDR = 0;
8 VIC3ADDR = 0;
9 }
2.VICnINTENCLEAR :清中斷寄存器,也就是中斷處理完成之后,我們要往這個寄存器里面寫1,把中斷清理掉。我們也可以通過相應的中斷號,來禁止那個中斷。
1 // 禁止中斷
2 // 通過傳參的intnum來禁止某個具體的中斷源,中斷號在int.h中定義,是物理中斷號
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 :中斷選擇寄存器,我們在這里選擇FIQ模式還是IRQ模式
1 // 初始化中斷控制器
2 void intc_init(void)
3 {
4 // 禁止所有中斷
5 // 為什么在中斷初始化之初要禁止所有中斷?
6 // 因為中斷一旦打開,因為外部或者硬件自己的原因產生中斷后一定就會尋找isr
7 // 而我們可能認為自己用不到這個中斷就沒有提供isr,這時它自動拿到的就是亂碼
8 // 則程序很可能跑飛,所以不用的中斷一定要關掉。
9 // 一般的做法是先全部關掉,然后再逐一打開自己感興趣的中斷。一旦打開就必須
10 // 給這個中斷提供相應的isr并綁定好。
11 VIC0INTENCLEAR = 0xffffffff;
12 VIC1INTENCLEAR = 0xffffffff;
13 VIC2INTENCLEAR = 0xffffffff;
14 VIC3INTENCLEAR = 0xffffffff;
15
16 // 選擇中斷類型為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個這樣的寄存器,一個中斷號對應一個這樣的寄存器,我們可以通過中斷號和VICnADDR這個基地址來計算VIC0VECTADDRn這個寄存器的地址,然后把我們的執行程序放到這個寄存器中,這樣我們就不需要定義太多的宏了。
1 // 綁定我們寫的isr到VICnVECTADDR寄存器
2 // 綁定過之后我們就把isr地址交給硬件了,剩下的我們不用管了,硬件自己會處理
3 // 等發生相應中斷的時候,我們直接到相應的VICnADDR中去取isr地址即可。
4 // 參數:intnum是int.h定義的物理中斷號,handler是函數指針,就是我們寫的isr
5
6 // VIC0VECTADDR定義為VIC0VECTADDR0寄存器的地址,就相當于是VIC0VECTADDR0~31這個
7 // 數組(這個數組就是一個函數指針數組)的首地址,然后具體計算每一個中斷的時候
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模式下的中斷狀態寄存器(一共有4個),中斷發生后,這個寄存器就會自動置1了,然后我們是通過判斷這4個寄存器中哪個寄存器寫了1,然后得知我們的中斷執行程序的地址是放到了哪個VICnADDR寄存器上,最后在相應的VICADDR寄存器上找到中斷執行程序的地址。(自己補充:經過推理分析我覺著該位在中斷響應后該位自動由硬件清零,因為處理中斷的過程中我們并么有清零該位,只是查詢的時候用了,并且軟件沒有清零該位并不影響程序的運行,但是一定要清零PEND相應和4個VICnADDR寄存器,至于為什么要清零VICnADDR寄存器,還沒有搞清楚,如果不清除這幾個寄存器,中斷會響應一次,然后就不再響應了)
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 // 發生一個中斷時,4個VIC中有3個是全0,1個的其中一位不是0
8 if(intc_getvicirqstatus(i) != 0)
9 {
10 isr = (void (*)(void)) vicaddr[i];
11 break;
12 }
13 }
14 (*isr)(); // 通過函數指針來調用函數
6.VICnINTENABLE :中斷使能寄存器,通過中斷號,來向中斷使能寄存器的相應位寫1,就可以使能相應的中斷了
1 // 使能中斷
2 // 通過傳參的intnum來使能某個具體的中斷源,中斷號在int.h中定義,是物理中斷號
3 void intc_enable(unsigned long intnum)
4 {
5 unsigned long temp;
6 // 確定intnum在哪個寄存器的哪一位
7 // 《32就是0~31,必然在VIC0
8 if(intnum《32)
9 {
10 temp = VIC0INTENABLE;
11 temp |= (1《《intnum); // 如果是第一種設計則必須位操作,第二種設計可以
12 // 直接寫。
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,全部準備工作處理完成,只需要在main函數那里調用相應的函數就可以了
1 int main(void)
2 { //串口初始化 uart_init();
3 //按鍵的中斷初始化
4 key_init_interrupt();
5
6 // 如果程序中要使用中斷,就要調用中斷初始化來初步初始化中斷控制器
7 system_init_exception();
8
9 // 綁定isr到中斷控制器硬件
10 intc_setvectaddr(KEY_EINT2, isr_eint2);
11
12 // 使能中斷
13 intc_enable(KEY_EINT2);
14
15 return 0;
16 }
終極目標:執行中斷處理程序,只要我們一按下按鍵,就會在串口那里打印”isr_eint2_LEFT“這句話了
1 // EINT2通道對應的按鍵,就是GPH0_2引腳對應的按鍵,就是開發板上標了LEFT的那個按鍵
2 void isr_eint2(void)
3 {
4 // 真正的isr應該做2件事情。
5 // 第一,中斷處理代碼,就是真正干活的代碼
6 printf(“isr_eint2_LEFT.\n”);
7 // 第二,清除中斷掛起
8 rEXT_INT_0_PEND |= (1《《2);
9 intc_clearvectaddr();
10 }
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