实验5_外部中断应用实验

实验五外部中断应用实验一、实验目的：1．了解S3C2440外部中断的工作原理。

2．掌握S3C2440外部中断的使用方法。

二、实验设备：PC机、仿真器、ARM 实验箱。

三、实验内容：通过外部S201、S202、S203 按键触发外部中断。

四、实验原理：5.1 ARM 的异常中断类型在嵌入式系统中外部设备的功能实现主要是靠中断机制来实现的。

中断功能可以解决CPU 内部运行速度远远快于外部总线速度而产生的等待延时问题。

ARM 提供的FIQ 和IRQ 异常中断用于外部设备向CPU 请求中断服务，一般情况下都是采用IRQ 中断。

5.2 异常中断响应过程和返回过程异常中断的响应过程：1).保存处理器当前状态寄存器CPSR 的值到备份程序状态寄存器SPSR 中。

2).设置但前程序状态寄存器CPSR 的值，其中包括：设置CPSR 响应位的值，使处理24器进入特定的处理器模式；按要求屏蔽中断，通常应该屏蔽IRQ 中断。

在FIQ 总断时屏蔽FIQ 中断。

3).设置Lr 寄存器。

将相应中断模式的Lr 寄存器的值设为异常中断的返回地址。

4).处理程序计数器PC，将PC 值设为相应的中断向量的地址，从而实现跳转以执行中断服务程序。

异常中断的返回过程：当处理器执行完以上流程之后，处理器已经从中断向量进入异常处理的状态。

异常中断处理完毕之后，在异常中断程序的末端，处理器进入异常中断的返回状态，其流程如下：1).恢复状态寄存器。

将保存的备份程序状态寄存器SPSR 值赋给当前程序状态寄存器CPSR。

2).将返回地址赋值到程序计数器（PC）。

这样程序将返回到异常中断产生的下一条指令或出现问题的指令处执行。

需要注意的是：对于不同的异常中断，其返回地址的计算方法也是不同的，IRQ 和FIQ异常中断产生时，程序计数器PC 已经更新，而SWI 中断和未定义指令中断时由当前指令自身产生的，程序计数器PC尚未更新，所以要计算出下一条指令的地址来执行返回操作；指令预取指中指异常中断和数据访问中断要求，返回到出现异常的执行现场，重新执行操作。

保存状态寄存器CPSR－>进入特定模式、屏蔽中断－>设置Lr 寄存器－>设置程序计数器PC进入中断向量、异常中断的处理程序－>恢复状态寄存器－>将返回地址复制到程序计数器。

5.3 异常中断的安装S3C2440 系统通过异常向量表安装异常中断处理程序。

即将异常向量表指向异常中断处理程序的入口，实现面向异常中断的跳转，异常向量中断的的入口地址是固定的（0x00 －0x1C），系统运行到满足异常中断时，系统将自动跳入相应的异常中断向量表中，而在异常向量表中保存的正是利用跳转指令或LDR 指令指向该中断的异常中断处理程序，这就实现了异常中断处理程序的安装。

1）.利用跳转指令实现异常中断的安装将 BL 指令放置到中断向量表的特定位置，跳转目标地址为中断处理程序的首地址，便可直接实现异常中断的安装。

其优点是BL指令可以直接保存地址，缺点是BL的跳转范围只有32MB 的地址空间。

2）.利用ldr 指令实现异常中断的安装利用ldr 直接向程序计数器PC 中赋值也可以实现中断处理程序的安装。

先要将异常中断处理程序首地址的绝对地址放在临近的一个存储单元中，然后用ldr 命令将该内存单元中的地址读取到PC 中。

其优点是可调用程序的范围不受限制。

五、S3C2440 的中断控制器：SRCPND――源中断指示寄存器SRCPND 寄存器32 位中的每一位对应着一个中断源，每一位被设置为 1，则相应的中断源产生中断请求并且等待中断被服务。

因此，这个寄存器表明了哪个中断源在等待中断请求被处理。

注意，SRCPND 寄存器的每一位是由中断源自动设置的，而不管INTMSK寄存器中的屏蔽位是否置 1。

另外，SRCPND 寄存器不影响中断控制器的优先级逻辑。

在指定中断源的中断服务程序中，SRCPND 寄存器相对应的位必须被清除，这样才可以正确响应来自同一中断源的中断请求。

如果从ISR 返回而没有清除相应的位，也就是SRCPND 寄存器中的对应的位还是1，那么就会一直响应这个中断请求。

SRCPND 中相应的中断位清除的时间依赖于用户的需求，如果想要从同一中断源接收另一次有效的中断请求，你在第一次就应该清除相应的位，并且使能中断。

用户可以通过向SRCPND 寄存器的相应位写“1”，这样可以清除该位。

下表为SRCPND 寄存器的地址和位定义说明。

INTMOD――中断模式寄存器中断模式寄存器（INTMOD）的32 位中的每一位对应一个中断源，当INTMOD 的每一位都设置位 1，则ARM 内核将以FIQ 模式相应中断，否则将以IRQ 模式相应中断。

25INTMOD 寄存器的定义如下表：INTPND――中断请求寄存器中断请求寄存器32 位中的每一位对应着相应的中断请求，经过优先级逻辑后，INTPND 寄存器只能有一位被设置为 1，并且向ARM 产生中断请求。

在IRQ 中断服务子程序，能够读取这个寄存器的值来决定32 个中断源的那一个中断被服务。

同 SRCPND 寄存器，在中断服务子程序里，这个寄存器的相应位需要被清除。

我们可以向INTPND 寄存器写一个数据 1，来清除寄存器的指定位。

INTMSK――中断屏蔽寄存器在 INTMSK 寄存器中，32 位依次对应着每个中断源，如果指定位被设为 1，ARM 将不响应中断源的中断请求（注意，即使在SRCPND 相应的位被置位1 的条件下也不响应）。

如果屏蔽位为 0，则中断请求可以被响应。

INTOFFSET――中断偏移寄存器中断偏移寄存器INTOFFSET 中的值显示了INTPND 寄存器中哪一个IRQ 的中断请求，这个位在清除SRCPND 和INTPND 后将自动清除。

S3C2440 子中断列表SUBSRCPND――次级源中断指示寄存器INTSUBMSK――次级中断屏蔽寄存器EXTINTn――外部中断控制寄存器n外部中断控制寄存器可以控制外部中断信号有效方式，外部中断信号有效方式可以设置为电平触发和边沿触__________发，具体内容见下表。

EINTPND――外部中断判断寄存器EINTPND 用来判断外部的20 个中断源（EINT[23:4]），用户可以通过向EINTPEND寄存器的相应位写“1”，这样可以清除该位。

EINTMASK――外部中断屏蔽寄存器五、实验程序：6.1 外部中断服务程序static void __irq Eint0_ISR(void){EINT0 ----- GPF0；EINT2 ----- GPF2；EINT11 ----- GPG3；EINT19----- GPG11通过外部S2、S3、S4、S5 按键触发外部中断EINT0、EINT2、EINT11、EINT19。

ClearPending(BIT_EINT0); Uart_Printf("EINT0 is occurred.\n");}static void __irq Eint2_ISR(void){ClearPending(BIT_EINT2); Uart_Printf("EINT2 is occurred.\n");}static void __irq Eint11_19_ISR(void){if(rEINTPEND & (1<<11)){Uart_Printf("EINT11 is occurred.\n"); rEINTPEND=(1<<11); ClearPending(BIT_EINT8_23);} else if(rEINTPEND &(1<<19)){Uart_Printf("EINT19 is occurred.\n"); rEINTPEND=(1<<19); ClearPending(BIT_EINT8_23);} else{Uart_Printf("others ENTs are occurred\n"); rEINTPEND=0xffffff; ClearPending(BIT_EINT8_23); }}6.2 中断初始化函数void xmain(void){26ChanHKlockDivider(3,1); ChangeMPllValue(127,2,1); //405MHZIsr_Init();Uart_Init(0, 115200); Uart_Select(0);Uart_Printf("the main is running\n");rGPFCON = (rGPFCON & ~((3<<4)|(3)))|(1<<5)|(1<<1); //GPF0/2 = EINT0/2rGPGCON = (rGPGCON & ~((3<<22)|(3<<6)))|(1<<23)|(1<<7); //GPG3/11 = EINT11/19rEXTINT0 = (rEXTINT0 & ~(7<<8))|(2<<8); //EINT0/2=falling edge triggered rEXTINT0 = (rEXTINT0&~(7<<0))|(2<<0);rEXTINT1 = (rEXTINT1 & ~(7<<12))|(0x2<<12); //EINT11=falling edge triggered rEXTINT2 = (rEXTINT2 & ~(7<<12))|(0x2<<12); //EINT19=falling edge triggeredpISR_EINT0=(U32)Eint0_ISR;pISR_EINT2=(U32)Eint2_ISR;pISR_EINT8_23=(U32)Eint11_19_ISR;rEINTPEND = 0xffffff;rSRCPND |= BIT_EINT0|BIT_EINT2|BIT_EINT8_23; //to clear the previous pending states rINTPND |= BIT_EINT0|BIT_EINT2|BIT_EINT8_23;rEINTMASK=~( (1<<11)|(1<<19) );rINTMSK=~(BIT_EINT0|BIT_EINT2|BIT_EINT8_23);while(1){Uart_Printf("the main is running\n"); Delay(100000);}}六、实验步骤：1．连接好实验环境，将仿真器的一端通过并口连接到PC 机，将仿真器的另一端通过ARM 仿真器先连接到ARM实验箱的JTAG 接口。