按键处理及外部中断

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。（自己补充：经过推理分析我觉着该位在中断响应后该位自动由硬件清零，因为处理中断的过程中我们并么有清零该位，只是查询的时候用了，并且软件没有清零该位并不影响程序的运行，但是一定要清零PEND相应和4个VICnADDR寄存器，至于为什么要清零VICnADDR寄存器，还没有搞清楚，如果不清除这几个寄存器，中断会响应一次，然后就不再响应了）

 

 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         // 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 }