一起学mini2440裸机开发(十)--mini2440外部中断实验

    我今天一整天都在试着将TQ2440的那种处理中断的方法（即安装中断向量表）移植到MDK中的mini2440，但是一直没成功，这种方法一直没成功，后来又想，还是先从最简单的开始吧，就是不利用中断向量表，直接像利用51单片机那样的中断一样使用它，但是也没成功。考虑到程序跑飞的可能性，将程序利用MDK中的Download功能下载到了Nor Flash中去，竟然行了，想了想原因，明白是怎么回事了。我原来是利用jlink调试的方法，这种调试方式是直接将程序放到了SDRAM的0x3000 0000处，如果发生中断后，比如发生了普通中断IRQ，那么PC指针被强制设为0x0000 0018，而我的程序是放在了0x3000 0000处，在地址0x0000 0018处有什么我也不知道，这样子程序就跑飞了。

   下面还是简单说一下我的外部中断实验，结合具体的实验，分析中断的响应过程，以及中断服务函数的编写。

实验功能

   本实验实现的功能：mini2440开发板上有6个按键，将其中的前4个按键设为外部中断方式，当按下K1时，LED1亮；当按下K2时，LED2亮；当按下K3时，LED3亮；当按下K4时，LED4亮。

硬件电路分析：

   我的256M的mini2440板子上有4个LED，其接口电路如图1所示，当GPIO口输出为低电平时，相对应的LED灯亮；输出高电平时，LED灯灭。

  

     按键接口电路如图2所示，当按键没有按下时，GPGx引脚为高电平；当按键按下时，引脚电平变为低电平。

    

程序分析：

  外部中断工程的文件布局如图3所示。

  该工程有三个模块组成：按键模块、LED模块和中断处理模块。按键模块主要包含button.c和button.h文件。LED模块包含led.c和led.h文件。中断处理模块主要包含interrupt.c、interrupt.h、isrservice.c和isrservice.h文件。其中，interrupt.h和interrupt.c文件主要包含中断初始化函数，isrservice.c和isrservice.h文件主要包含中断处理函数。下面我贴出源文件

   main.c文件

#include"led.h"
#include"button.h"
#include"isrservice.h"
#include"interrupt.h"

int main()
{   
    Led_Init();   //初始化LED
    KeyInt_Init();     //初始化按键
    Irq_Init();      //初始化外部中断
    while(1)      //循环，等待中断发生
    {  
        ;       
    }
}

    led.c文件

/****************************************************
* 我的mini2440开发板上4个LED灯对应的GPIO口
* LED1---GPB5    LED2---GPB6
* LED3---GPB7    LED4---GPB8
*****************************************************/

#include<s3c2440.h>

/****************************************************
* 函数名称：void Led_Init(void)
* 全局变量：无
* 参数说明：无
* 返 回 值；无
* 功    能：设置GPB5-8为输出功能，初始化4个LED灯灭
*****************************************************/
void Led_Init(void)
{
  GPBCON&=~((3<<10)|(3<<12)|(3<<14)|(3<<16));
  GPBCON|=((1<<10)|(1<<12)|(1<<14)|(1<<16));     //设置GPB5-8口为输出功能
  GPBUP&=~((1<<5)|(1<<6)|(1<<7)|(1<<8));       //上拉电阻使能
  GPBDAT|=(1<<5)|(1<<6)|(1<<7)|(1<<8);      //令GPBDAT5-8均为高电平，即令4个led灯全灭
}

      led.h文件

#ifndef __LED_H__
#define __LED_H__

#include<s3c2440.h>
#define Led1_On()  {GPBDAT&=(~(1<<5));}
#define Led1_Off()  {GPBDAT|=(1<<5);}
#define Led2_On()  {GPBDAT&=(~(1<<6));}
#define Led2_Off()  {GPBDAT|=(1<<6);}
#define Led3_On()  {GPBDAT&=(~(1<<7));}
#define Led3_Off()  {GPBDAT|=(1<<7);}
#define Led4_On()  {GPBDAT&=(~(1<<8));}
#define Led4_Off()  {GPBDAT|=(1<<8);}
/****************************************************
* 函数名称：void Led_Init(void)
* 全局变量：无
* 参数说明：无
* 返 回 值；无
* 功    能：设置GPN5-8为输出功能，初始化4个LED灯灭
*****************************************************/
void Led_Init(void);

#endif

       button.c文件

/************************************************
* mini2440板子上六个按键对应的GPIO和中断
*   按键 GPIO  中    断
*    K1   GPG0   EINT8
*    K2   GPG3   EINT11
*    K3   GPG5   EINT13
*    K4   GPG6   EINT14
*    K5   GPG7   EINT15
*    K6   GPG11  EINT19
************************************************/

#include<s3c2440.h>
#include"button.h"

#define KEY1_C  (3<<0)
#define KEY2_C  (3<<6)
#define KEY3_C  (3<<10)
#define KEY4_C  (3<<12)

#define KEY1  (2<<0)
#define KEY2  (2<<6)
#define KEY3  (2<<10)
#define KEY4  (2<<12)

/****************************************************
* 函数名称：void KeyInt_Init()
* 全局变量：无
* 参数说明：无
* 返 回 值；无
* 功    能：设置GPG0、3、5、6、7、11为外部中断输入功能
*****************************************************/
void KeyInt_Init(void)
{
 GPGCON&=~(KEY1_C|KEY2_C|KEY3_C|KEY4_C);
 GPGCON|=KEY1|KEY2|KEY3|KEY4;         //将GPG0、3、5、6、7、11设为外部中断输入功能
 GPGUP&=~((1<<0)|(1<<3)|(1<<5)|(1<<6));
 GPGDAT|=(1<<0)|(1<<3)|(1<<5)|(1<<6);     //因为按下按键后，相应的GPIO口为0，所以初始化为高电平 
}

      button.h文件

#ifndef __BUTTON_H__
#define __BUTTON_H__

/****************************************************
* 函数名称：void KeyInt_Init()
* 全局变量：无
* 参数说明：无
* 返 回 值；无
* 功    能：设置GPG0、3、5、6、7、11为外部中断输入功能
*****************************************************/
void KeyInt_Init(void);

#endif

     interrupt.h文件

#ifndef __INTERRUPT_H__
#define __INTERRUPT_H__

/****************************************************
* 函数名称：void Irq_Init(void)
* 全局变量：无
* 参数说明：无
* 返 回 值；无
* 功    能：将Led1-4按键对应的中断屏蔽位置设为无效
*****************************************************/
void Irq_Init(void);

#endif

      interrupt.c文件

/************************************************
* mini2440板子上六个按键对应的GPIO和中断
*   按键 GPIO  中    断
*    K1   GPG0   EINT8
*    K2   GPG3   EINT11
*    K3   GPG5   EINT13
*    K4   GPG6   EINT14
*    K5   GPG7   EINT15
*    K6   GPG11  EINT19
************************************************/

#include<s3c2440.h>
#include"interrupt.h"

/****************************************************
* 函数名称：void Irq_Init(void)
* 全局变量：无
* 参数说明：无
* 返 回 值；无
* 功    能：将Led1-4按键对应的中断屏蔽位置设为无效
*****************************************************/
void Irq_Init(void)
{ 
 //对于EINT8,EINT11,EINT13,EINT14,需要在EINTMASK寄存器使能它们
 EINTMASK&=(~(1<<8))&(~(1<<11))&(~(1<<13))&(~(1<<14));
 //这4个外部中断的优先级是相同的，EINT8_23都接仲裁器的REQ1引脚
 //所以不用像韦东山程序里那样再设置优先级了
 
 //EINT8,EINT11,EINT13,EINT14使能
 INTMSK&=(~(1<<5));
}

     isrservice.h文件

#ifndef __ISRSERVICE_H__
#define __ISRSERVICE_H__

/****************************************************
* 函数名称：void __irq IRQ_Handler(void) 
* 全局变量：无
* 参数说明：无
* 返 回 值；无
* 功    能：中断服务函数，必须加__irq
*****************************************************/
void __irq IRQ_Handler(void);

#endif

     isrservice.c文件

#include<s3c2440.h>
#include"isrservice.h"
#include"led.h"

 void delay(void);
/****************************************************
* 函数名称：void __irq IRQ_Handler(void) 
* 全局变量：无
* 参数说明：无
* 返 回 值；无
* 功    能：中断服务函数，必须加__irq
*****************************************************/
void __irq IRQ_Handler(void)     
{
 unsigned long oft=INTOFFSET;
 unsigned long val;
 

 val=EINTPEND; //EINT寄存器，它的位x为1时，表示EINT已经发生(x为4——23)。          
 if(val&(1<<8))    //K1被按下，LED1被点亮
 {
  Led1_On();delay();Led1_Off(); 
 }
  
 if(val&(1<<11))    //K2被按下，LED2被点亮
 {
  Led2_On();delay();Led2_Off();
 }
  
 if(val&(1<<13))    //K3被按下，LED3被点亮
 {
  Led3_On();delay();Led3_Off();
 } 
 if(val&(1<<14))    //K4被按下，LED4被点亮
 {
  Led4_On();delay();Led4_Off();
 }
  //清除中断
 if(oft==5)
  EINTPEND=(1<<8)|(1<<11)|(1<<13)|(1<<14); //清除EINTPEND寄存器，往某位写入1即可清楚此位
 SRCPND=1<<oft;       //清除SRCPND寄存器，往某位写入1即可清楚此位
 INTPND=1<<oft;      //清除INTPND寄存器，往某位写入1即可清楚此位
 //注意：清除顺序很重要：先是EINTPEND，然后是SRCPND，最后是INTPND
}
/****************************************************
* 函数名称：static void delay(void)
* 全局变量：无
* 参数说明：无
* 返 回 值；无
* 功    能：延时函数，前边加static是为了限制该函数只在
*           本文件中使用
*****************************************************/
static void delay(void)
{
 int i,j;
 for(i=0;i<100;i++)
  for(j=0;j<10;j++);
}

 

    到这里，我已经把工程文件贴出来了，我已经将这个工程文档上传到了

http://download.csdn.net/detail/mybelief321/5455389请自行下载，直接编译下载到nor flash中去！注意是nor flash ，可不能使用调试功能。

    现在讲解一下文件 interrupt.c，在该文件中定义了中断初始化函数Irq_Init()。所谓的初始化中断就是将这4个按键对应的中断屏蔽位置为无效。由下图3可以看出，寄存器INTMSK中有单独的位来屏蔽外部中断0~3，外部中断8~23是公用一个位来屏蔽的（为什么不是每个外部中断对应一个位呢？主要原因是外部中断太多了，因此需要另外一个寄存器EINTMASK来实现中断屏蔽）。具体屏蔽哪一位，需要由寄存器EINTMASK来确定，寄存器EINTMASK的各位含义如图4所示。

      

   

    外部中断的初始化工作结束，有的人可能会问：中断模式呢？中断优先级怎么配置呢？其实刚学可以不考虑这些（韦东山老师对中断讲的好），只要中断不被屏蔽，CPU就可以收到中断信号，中断模式默认是IRQ，中断优先级也有一个默认值。此外，具体的外部中断还可以选择触发方式，即高电平触发、低电平触发以及边沿触发等，这些由专门的寄存器（如外部中断控制寄存器EXINTn）来设置，采取默认值即可，默认情况下时低电平触发。

    下面的问题时：CPU如何知道发生了中断呢？在处理器内部有专门的寄存器来记录哪个中断发生了。由图5可以看到，中断发生后，寄存器SRCPND中的相应位会置1，然后，如果该中断不被屏蔽，则寄存器INTPND中的相应位也会被置1，如下图6.

   

      

    例如，当外部中断0发生时，寄存器SRCPND的第0位置1，在初始化阶段，如果该中断请求没有被屏蔽，那么寄存器SRCPND的第0位也会被置1。

    寄存器SRCPND和INTPND中，外部中断8~23（EINT8~23）是公用一位的。具体是哪一个中断发生时，还需要借助寄存器EINTPEND，寄存器EINTPEND的各位含义如下图所示：

  

   例如，若外部中断8发生时，寄存器SRCPND和INTPND的第5位置1，同时寄存器EINTPEND的第8位也置1，这时就可以确定外部中断4发生了。又如，当外部中断11发生时，寄存器SRCPND和INTPND的第5位也会置1，但此时寄存器EINTPEND的第11位会置1，因此这样就可以进一步确定是外部中断11发生了。

   最后的问题是：执行完中断响应函数后，如何清除中断呢？只需要向寄存器SRCPND和INTPND的相应位写2即可清除中断标志，对于外部中断8~23，还需要清除寄存器EINTPEND中的相应位，也是向该位写1即可清除中断标志。

   注意：清除顺序很重要：先清除EINTPEND，然后清除SRCPND，最后清除INTPND

例1：清除外部中断0标志

   SRCPND|=1<<0;

    INTPND|=1<<0;

例2：清除外部中断8标志

   EINTPEND|=1<<8;

   SRCPND|=1<<5;

    INTPND|=1<<5;

    对于IRQ模式的中断。S3C2440处理器还提供了一个寄存器INTOFFSET用来标志寄存器INTPND的那种类型发生了。寄存器INTOFFSET的各位定义如图8所示，当清除寄存器SRCPND和寄存器INTPND中相应的中断标志位后，寄存器INTOFFSET的值自动清零。

  

    例如，若外部中断0发生且没有被屏蔽，则寄存器INTOFFSET的值为0；若定时器0中断发生且没有被屏蔽，则寄存器INTOFFSET的值为10。

__irq关键字：在isrservice.c中中断响应函数为void __irq IRQ_Handler(void)   ，其中IRQ_Handler为函数名，这里名字不能变，因为在你的S3C2440.s代码中有这样一句话，

    

    当发生IRQ中断时，程序跳转到标号IRQ_Handler处去执行，这里的标号就是咱们的中断服务函数的名字。

 

关键字__irq必须得加上，注意它和ADS中的不同点是，MDK中irq前边加俩个"_"，ADS中前边只有一个“_”。

    __irq关键字主要有以下作用：

    ①中断发生后，自动保存所有需要保存的寄存器

    ②中断返回时，自动计算中断返回地址，并自动将IRQ模式下寄存器SPSR_irq的值恢复到寄存器CPSR（中断进入什么模式，则将该模式下寄存器SPSR的值恢复到CPSR中）。

    关于中断，还有几个问题咱们需要思考，下面我仅列出来，就不再说了，时间有限：

   ①当中断发生后，程序是如何跳转到中断处理函数呢？

   ②执行完中断处理函数后，如何返回到原来被打断的地方接着执行呢？

   ③ARM处理器的流水线结构对中断返回地址的计算有什么影响呢？

   ④ARM7处理器是3级流水线结构，ARM9处理器是5级流水线结构，为什么中断返回地址的计算会相同呢？

   ⑤ARM处理器有7种工作模式，发生中断后，处理器进入什么工作模式呢？

   ⑥发生中断后，哪些事情是AMR处理器自动完成的呢？哪些事情是需要编程实现的呢？

   理解了这些问题，相信你对中断的掌握又会上升到一个高度呢！