Part14: 按键中断与定时器

0 明确硬件中断处理

对于s3c2440开发版，查手册可获得如下图

上图不方便注释寄存器的用途，在此从中断源–>中断寄存器–>CPU详细说明
1）对于中断源：s3c2440有60种中断源。中断源分为两类：带sub-register和不带sub-register.
带sub-register是指某一个中断源有多种中断，需借助sub-register寄存器(即SUBSRCPND和SUBMASK共同作用)辨别。
如对于UART0串口发生中断时，在SRCPND对应位置1，但无法区分是接收/发送数据或发送/接收数据异常引起的中断，
因此可设置SUBSRCPND明确UART0的具体中断。
反之，不带sub-register的中断源，可直接到达SRCPND寄存器，即不需借助其它寄存器加以区分

2）可同时发生多个中断，此时，SRCPND寄存器对应位自动置位，表示有中断发生
3）此外，还可设置MASK屏蔽寄存器(INTMSK和INTSUBMSK)屏蔽中断
注意：发生中断时，SRCPND对应位肯定会置1，并不会受屏蔽寄存器的影响。
即中断源能否发生 与 是否屏蔽 没关系，换句话说，任你中断发生，但半路我可以选择屏蔽/封杀
4）接着会发现有两种中断可选择，一个FIQ(快中断)，一个IRQ(正常中断)(这两者区别我前面博客有讲)
可通过INTMOD寄存器(32bit,每位对应一个/一组中断源)设置。
注意：一旦置位INTMOD某位，即设置某个中断源为快中断， INTOFFSET 和INTPND不受影响
5）对于中断优先级，可通过仲裁寄存器(即PRIORITY)设置中断源的优先级
6）对于IRQ中断，INTPND寄存器(32bit)，某位置1表示对应的中断将会被送往CPU，即响应中断
需注意的是：INTPND某一时刻只能某位置1

7）最容易忘的一步，清中断，查看手册会发现，有三个寄存器需要在ISR(中断服务例程)中手动清零
记住既可：从源头开始清分别是：
EINTPEND——清除发生的外部中断对应位，避免多次响应
SRCPND——中断的源头，以让同一中断源可再次发出中断
INTPND——服务完了，记得清除

OK，理清硬件的中断处理后，在编程前需明确套路
1.开总中断，即cpsr的I位(bit 7)清零
2.中断源、中断控制器的初始化
3.编写中断处理函数

下面的代码根据这三步编写…

1 按键中断处理程序

1.0 设置中断入口

_start:
b reset
	ldr pc, halt
	ldr pc, halt
	ldr pc, halt
	ldr pc, halt
	ldr pc, halt
	ldr pc, addr_itr  // 中断入口
	ldr pc, halt
addr_itr:
	.word do_itr
.align 4
do_itr:
	ldr sp, =0x34000000
	/*保护现场*/
	sub lr, lr, #4
	stmdb sp!, {r0-r12, lr}
	/*调用中断处理函数*/
	 bl handle_irq
	/*恢复现场*/
	ldmia sp!, {r0-r12, pc}^
.align 4

reset:
	/*......*/

1.1 CPU使能总中断

mrs r0, cpsr          // r0 = cpsr
bic r0, r0, #0xf      // 设置为usr模式，cpsr低5bit：0b10000
bic r0, r0, #(1<<7)   // 清零cpsr的I位(bit 7), 使能中断
msr cpsr, r0         // cpsr = r0

1.2 中断源初始化

interrupt.c

void key_eint_init(void)
{
// s2--eint0  s3--eint2  s4--eint11 s5--eint19
// 配置四个按键为中断引脚
 GPFCON &= ~((3<<0) | (3<<4)); //s2
 GPFCON |= ((2<<0)|(2<<4));    //s3
 
 GPGCON &= ~((3<<6)|(3<<22));  //s4
 GPGCON |= ((2<<6) |(2<<22));  //s5
 // 设置中断触发方式：双边沿触发
 EXTINT0 |= (7<<0) | (7<<8);
 EXTINT1 |= (7<<12);
 EXTINT2 |= (7<<12);
 // 使能eint11, eint19
 EINTMASK &= ~((1<<11) | (1<<19));
}

1.3 中断控制器初始化

interrupt.c

void interrupt_init(void)
{
 INTMSK &= ~((1<<0) | (1<<2) | (1<<5));
}

1.4 中断处理函数

void handle_irq_c(void)
{
	/* 分辨中断源 */
	int bit = INTOFFSET;
	/* 调用对应的处理函数 */
	if (bit == 0 || bit == 2 || bit == 5)  /* eint0,2,eint8_23 */
	{
		key_eint_irq(bit); /* 处理中断, 清中断源EINTPEND */
	}
	/* 清中断 : 从源头开始清 */
	SRCPND = (1<<bit);
	INTPND = (1<<bit); 
}
void key_eint_irq(int irq)
{
	unsigned int val = EINTPEND;
	unsigned int val1 = GPFDAT;
	unsigned int val2 = GPGDAT;
	
	if (irq == 0) /* eint0 : s2 控制 D12 */
	{
  		if (val1 & (1<<0)) /* s2 --> gpf6 */
  		{
   			/* 松开 */
   			GPFDAT |= (1<<6);
 		}
  		else
  		{
   			/* 按下 */
   			GPFDAT &= ~(1<<6);
  		}
 	}
 	else if (irq == 2) /* eint2 : s3 控制 D11 */
 	{
  		if (val1 & (1<<2)) /* s3 --> gpf5 */
  		{
   			/* 松开 */
   			GPFDAT |= (1<<5);
  		}
  		else
  		{
   			/* 按下 */
   			GPFDAT &= ~(1<<5);
  		} 
 	}
 	else if (irq == 5) /* eint8_23, eint11--s4 控制 D10, eint19---s5 控制所有LED */
 	{
  		if (val & (1<<11)) /* eint11 */
  		{
   			if (val2 & (1<<3)) /* s4 --> gpf4 */
   			{
    				/* 松开 */
    				GPFDAT |= (1<<4);
   			}
   			else
   			{
    				/* 按下 */
    				GPFDAT &= ~(1<<4);
   			}
  		}
 		else if (val & (1<<19)) /* eint19 */
  		{
   			if (val2 & (1<<11))
   			{
    				/* 松开 */
    				/* 熄灭所有LED */
    				GPFDAT |= ((1<<4) | (1<<5) | (1<<6));
   			}
   			else
   			{
    				/* 按下: 点亮所有LED */
    				GPFDAT &= ~((1<<4) | (1<<5) | (1<<6));
   			}
  		}
 	}
 	EINTPEND = val;
}

备注以下：贴出全部代码太占篇幅，完整代码可在我的一篇博文：“代码集合”获取
总结：
硬件中断的编写套路非常明朗，重点理解硬件的中断处理。看似要
操作很多寄存器，但是心里明确套路后非常简单，即既然要把中断发给CPU，那就沿着从中断源->
中断控制器–>CPU 一路设置下去，把这条路打通了，就可以响应中断了。

2 定时器实现LED计数

代码如下

2.1 时钟初始化

// 在 timer.c 文件中
void timer_init(void)
{
 /* 设置TIMER0的时钟 */
 /* Timer clk = PCLK / {prescaler value+1} / {divider value} 
              = 50000000/(99+1)/16
              = 31250
  */
 TCFG0 = 99;  /* Prescaler 0 = 99, 用于timer0,1 */
 TCFG1 &= ~0xf;
 TCFG1 |= 3;  /* MUX0 : 1/16 */
 /* 设置TIMER0的初值 */
 TCNTB0 = 15625;  /* 0.5s中断一次 */
 /* 加载初值, 启动timer0 */
 TCON |= (1<<1);   /* Update from TCNTB0 & TCMPB0 */
 /* 设置为自动加载并启动 */
 TCON &= ~(1<<1);
 TCON |= (1<<0) | (1<<3);  /* bit0: start, bit3: auto reload */
 /* 设置中断 */
}
// 在interrupt.c文件中
/* 初始化中断控制器 */
void interrupt_init(void)
{
 INTMSK &= ~((1<<0) | (1<<2) | (1<<5));
 INTMSK &= ~(1<<10);  /* enable timer0 int */
}
void handle_irq_c(void)
{
 /* 分辨中断源 */
 int bit = INTOFFSET;
 /* 调用对应的处理函数 */
 if (bit == 0 || bit == 2 || bit == 5)  /* eint0,2,eint8_23 */
 {
  key_eint_irq(bit); /* 处理中断, 清中断源EINTPEND */
 }
 else if (bit == 10)  /* 记得，这里要修改 */
 {
  timer_irq();
 }
 /* 清中断 : 从源头开始清 */
 SRCPND = (1<<bit);
 INTPND = (1<<bit); 
}
// 在main.c文件中，添加下面这句
 timer_init();

2.2 时钟中断处理函数

void timer_irq(void)
{
 /* 点灯计数 */
 static int cnt = 0;
 int tmp;
 cnt++;
 tmp = ~cnt;
 tmp &= 7;
 GPFDAT &= ~(7<<4);
 GPFDAT |= (tmp<<4);
}

ok，以上代码经过测试，运行没问题