ARM的外部中断配置

单片机

很多情况下，要实现一个嵌入式程序，用到某一功能或者某一个硬件资源时，我经常拿厂家或者是其他人给提供的代码，参考其中的配置代码段部分，只去修改实现成我需要的功能就好。相信大家也和我有相似的经历吧！？从工程的角度来说，这没问题。但是理论上总感觉少了点什么，今天以外部中断的寄存器配置为例，进一步讲解中断源是如何进入CPU中，CPU又如何处理中断信号的，这一过程。单纯学术的角度，具体涉及到哪些寄存器、填写什么值，就不细述了。这里用的单片机是FS4412多核ARM芯片。
中断的实现过程（程序的角度）

中断发生后，硬件自动跳转到异常向量表中对应异常类型的位置，然后进行处理。处理过程，先进行现场保护（数据进栈操作），然后根据处理中断函数，根据中断号进行特定的中断处理，等中断程序处理完后，还要恢复中断前的现场（数据出栈操作）。

对中断源的处理过程（硬件的角度）这个过程涉及到我们要讲的中断初始化配置，从图中可以看到，一个外部中断信号需要经过这么多步骤才能到达ARM内核。

首先，外部中断信号需经过GPIO管脚进入CPU内部，然后再内部经使能-->分发-->分发使能-->cpu接口-->接口使能和优先级-->ARM内核过五关斩六将终于到达ARM内核，然后产生中断标志位，再执行之前讲到的中断实现（程序实现）。

中断初始化配置单片机有内置外设，GPIO属于外围功能模块，中断控制器GIC属于内部外设。由于中断源从IO口进入到中断控制器GIC,才能进入ARM内核。我们需要同时配置这两块资源。

#define GPX1CON (*(volatile unsigned int *)0x11000c20)
#define EXT_INT41CON (*(volatile int *)0x11000E04)
#define EXT_INT41_MASK (*(volatile int *)0x11000F04)
#define ICDISER1_CPU0 (*(volatile int *)0x10490104)
#define ICDIPTR14_CPU0 (*(volatile int *)0x10490838)
#define ICDDCR (*(volatile int *)0x10490000)
#define ICCICR_CPU0 (*(volatile int *)0x10480000)
#define ICCPMR_CPU0 (*(volatile int *)0x10480004)
#define EXT_INT41_PEND (*(volatile int *)0x11000f44)
#define ICCIAR_CPU0 (*(volatile int *)0x1048000C)
#define ICCEOIR_CPU0 (*(volatile int *)0x10480010)
#define ICDICPR1_CPU0 (*(volatile int *)0x10490284)
void interrupt_init(void)
{
//-----外: 配置管脚的工作模式
GPX1CON = (GPX1CON & ~(0xF<<4))|(0xF<<4); //配置 GPX1_1为中断模式
EXT_INT41CON = (EXT_INT41CON & ~(0x7<<4))|(0x2<<4); //设置GPX1_1的触发方式为下降沿触
EXT_INT41_MASK = EXT_INT41_MASK & (~0x02); //GPX1_1 中断使能
//-----内: 功能块设置
ICDISER1_CPU0 = ICDISER1_CPU0 | (1<<25); //EINT9 (GPX1_1) GIC中断使能
ICDIPTR14_CPU0 = 0x01010101; //参考例子背景，用默认设置
ICDDCR = ICDDCR|1; //GIC 分发总使能
ICCICR_CPU0 = 1; // CPU0 中断使能
ICCPMR_CPU0 = 0XFF; //设置CPU0的优先级门槛为最低
}

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注：外部中断配置过程：

1配置中断
1、分配中断向量表：
/* Set the Vector Table base location at 0x20000000 */
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
2、设置中断优先级：
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0); //设置中断优先级
3、初始化外部中断：
/*允许EXTI4中断 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI4_IRQChannel; //中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = PreemptionPriorityValue;//强占优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; //次优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //通道中断使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //初始化中断
注意：如果我们配置的外部针脚为PA4，或PB4，或PC4，PD4等，那么采用的外部中断也必须是EXTI4，同样，如果外部中断针脚是PA1，PB1，PC1，PD1 那么中断就要用EXTI1，其他类推。
2配置GPIO针脚作为外部中断的触发事件
1、选择IO针脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
注意，如果的针脚是端口的4号针脚，配置的中断一定是EXTI4
2、配置针脚为输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
3、初始化针脚
GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);
3配置EXTI线，使中断线和IO针脚线连接上
1、将EXTI线连接到IO端口上
将EXTI线4连接到端口GPIOD的第4个针脚上
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD,GPIO_PinSource4);
注意：如果配置的针脚是4号，那么参数必须是GPIO_PinSource4
如果配置的针脚是3号，那么参数必须是GPIO_PinSource3
2、配置中断边沿
/*配置EXTI线0上出现下降沿，则产生中断*/
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line4;
注意：如果配置的4号针脚，那么EXTI_Line4是必须的
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //下降沿触发
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //中断线使能
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); //初始化中断
EXTI_GenerateSWInterrupt(EXTI_Line4); //EXTI_Line4中断允许
到此中断配置完成，可以写中断处理函数。
举例：
配置函数
/*************************************************************************
* 函数名 NVIC_Configration
* 描述配置各个中断寄存器
* 输入无
* 输出无
* 返回值无
****************************************************************************/
void NVIC_Configration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
//#ifdef VECT_TAB_RAM
/* Set the Vector Table base location at 0x20000000 */
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
//#else /* VECT_TAB_FLASH */
/* Set the Vector Table base location at 0x08000000 */
//NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);
//#endif
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0); //设置中断优先级
/*允许EXTI4中断 */
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI4_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = PreemptionPriorityValue;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
/*允许EXTI9中断*/
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQChannel;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
/*配置SysTick处理优先级：优先级以及子优先级*/
}
/************************************************************************
* 函数名 :GPIO_Configuration(void)
* 描述 :配置TIM2阵脚
* 输入：无
* 输出：无
* 返回：无
************************************************************************/
void GPIO_Configuration(void){
/* GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_All;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
/*配置GPIOD的第一个管角为浮动输入*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStructure);
/*配置GPIOB的第9个管脚为浮动输入*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}
/**************************************************************
* 函数 SysTick_Configuration
* 描述设置SysTick
* 输入无
* 输出无
* 返回值无
***************************************************************/
void SysTick_Configuration(void)
{
/*配置 HCLK 时钟做为SysTick 时钟源*/
SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); //系统时钟8分频 72MHz
NVIC_SystemHandlerPriorityConfig(SystemHandler_SysTick, 8,2);
/*SysTick Interrupt each 1000Hz with HCLK equal to 72MHz*/
SysTick_SetReload(9000);//中断周期1ms
/*Enable the SysTick Interrupt */
SysTick_ITConfig(ENABLE);//打开中断
SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Enable);
SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Clear);
}
/******************************************************************************
* 函数名 EXTI_Configuration
* 描述配置EXTI线
* 输入无
* 输出无
* 返回值无
******************************************************************************/
void EXTI_Configuration(void){
/*将EXTI线0连接到PA0*/
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOD,GPIO_PinSource4);
/*配置EXTI线0上出现下降沿，则产生中断*/
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line4;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
EXTI_GenerateSWInterrupt(EXTI_Line4);
/*将EXTI线9连接到PB9上*/
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB,GPIO_PinSource9);
/*将EXTI线9上出现下降沿产生中断*/
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line9;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
EXTI_GenerateSWInterrupt(EXTI_Line9);
}
中断函数：
void EXTI4_IRQHandler(void)
{
if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line4)!= RESET){
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line4);
if(Ledflag == 0){
Ledflag = 1;
GPIOC->ODR |= 0X00000080;
}
else{
Ledflag = 0;
GPIOC->ODR &= 0XFFFFFF7F;
}
}
}

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