ARM7TDM中断接口详解

彩虹糖

中断模式
ARM7TDMI的两种中断模式：FIQ和IRQ。
IRQ和FIQ的区别：
（1）对于FIQ，必须尽快处理事件并离开这个模式；
（2）IRQ可以被FIQ中断，但IRQ不能中断FIQ；
（3）为使FIQ更快，FIQ模式具有更多的私有寄存器。
程序状态寄存器PSR的F位和I位：
（1）PSR的F位=1，处理器不接受FIQ；
（2）PSR的I位=1，处理器不接受IRQ。
因此，为了使能相应中断机制，PSR的F位或I位必须被清0，同时中断屏蔽寄存器INTMSK的相应位也必须被清0。

中断请求寄存器INTPND
INTPND：指示某个中断请求是否还未被处理。
INTPND中被置位的中断位称为pending位。
Pending=1时，若PSR的I标志位或F标志位为0，中断服务程序就会被启动执行。
INTPND是只读寄存器，故要想清除pending位，需要对中断服务寄存器I_ISPC或F_ISPC的相应位写1。
读取INTPND可以了解中断发生的情况，通过软件查询确定中断服务优先级。
INTPND中的26个位对应着每一个中断源。
某个中断产生时，INTPND中的相应位就会置1。
中断服务程序中，处理结束后须及时清除pending位，使系统能够及时再次响应该类型的中断。
中断请求可通过INTMSK屏蔽，但如果被屏蔽的中断发生，INTPND中的pending位仍然会置1。

INTMSK中断屏蔽寄存器
INTMSK =1，则与该位对应的中断响应被禁止。
INTMSK =0，则这个中断发生时将会被正常响应。
如果某个中断在INTMSK寄存器中的对应位为1，但是又有这个中断发生，则它的pending位还是会置位，只是不会自动转入中断服务程序。
如果全局屏蔽位被置1，那么，当任一中断发生时，中断pending位还是会置位，但是所有的中断都不会得到服务 。
S3C44B0X中断源1
在30个中断源中有26个中断源提供给中断控制器，4个外部中断（EINT4/5/6/7）请求是通过“或”的形式合成为1个中断源送至中断控制器，两个UART错误中断（UERRORO/1）也是如此。

 S3C44B0X中断源2

注意：EINT4，EINT5，EINT6和EINT7分享同一个中断请求源。中断服务程序ISR要通过读取
EXTINTPND3~EXTINTPND0寄存器来区别这4个中断源，并在处理结束时通过EXTINTPND3~EXTINTPND0中对应位写1来清除该位。

中断优先级产生模块
确定中断优先级方式：软件查询，硬件排队（矢量中断模式）。
IRQ中断请求有一个中断优先级产生模块，如果使用中断向量模式，并且中断源被配置为IRQ 中断，中断将被中断优先级产生模块处理。
中断优先级产生模块包括5个单元：1个主单元，4个从单元。
从单元：管理6个中断源，包括4个可编程优先级中断源sGA、sGB、sGC、sGD和2个固定优先级中断源sGKA、sGKB 。
主单元：管理4个可编程优先级从单元mGA、mGB、mGC、mGD和2个固定优先级中断源mGKA、mGKB  。其中，两个固定优先级中断源INT_RTC和INT_ADC（对应mGKA和mGKB  ）在26个中断源中优先级最低，并且INT_RTC的优先级高于NT_ADC的优先级。

中断优先级
FIQ中断比IRQ中断具有更高的优先级。
从单元：sGA、sGB、sGC、sGD的优先级可编程，但总是高于sGKA和sGKB。 sGKA、sGKB 的优先级固定，并且sGKA的优先级高于sGKB。
主单元：mGA、mGB、mGC、mGD的优先级可编程，但总是高于mGKA、mGKB 。 mGKA、mGKB的优先级固定，并且mGKA的优先级高于mGKB。
如果编程确定mGA的优先级高于mGB ，那么mGA涉及的6个中断源中，优先级最低的中断源（也就是sGKB ），其中断优先级也要高于mGB涉及的6个中断源中优先级最高的中断源的中断优先级。
由于INT_RTC和INT_ADC对应mGKA和mGKB，所以，在26个中断源中， INT_ADC（ mGKB ）优先级最低，INT_RTC （mGKA ）的优先级高于INT_ADC的优先级。
S3C44B0X中断优先级 ：
（1）FIQ→IRQ
（2）主单元（A、B、C、D可编程）→｛从单元（A、B、C、D可编程） →从单元KA →从单元KB ｝ →主单元KA →主单元KB

中断矢量地址

 
异常中断特定地址（第3章）

关于S3C44B0X中断系统
中断向量表：ROM区，地址从0x00开始，其中0x00-0x1C为异常向量入口地址，0x20-0xC0为中断向量入口地址。
ARM7内核只有8个硬件中断入口（1个保留，7个异常向量， 0x00-0x1C ），对于众多的中断源，ARM7内核通过 IRQ、FIQ的中断状态寄存器进行软件查询。
S3C44B0X有30个中断源，为了克服软件查询产生的中断延迟，加入了更多的中断向量表（0x20-0xC0）, 由 S3C44B0X自己的中断控制器管理。
要使用这种方式，必须在中断模式寄存器INTMOD中设置每个中断源的模式为IRQ模式，且中断控制寄存器INTCON中使用向量中断模式。
“非向量中断”的中断过程：IRQ产生后，CPU自动到0x18地址取指，转到中断服务程序，软件查询中断源，转到相应处理程序。
“向量中断”的中断过程：  IRQ产生后，从0x18地址取指令，同时，中断控制器自动产生分支指令，并加载到数据总线。中断控制器产生的分支指令机器码：  0xEA000000，硬件逻辑根据中断源提供向量地址（见向量地址表）。在各个中断源对应的中断向量地址中，存放跳转到相应中断服务程序的指 令：0xEA000000+((-< 向量地址>-0X8)>>2)

中断控制寄存器
在实际编程中，对中断控制寄存器进行读取和设置来实现对中断的响应和控制。
INTCON地址0x01E00000，可读写，初始值为0x07。

中断请求寄存器INTPND（1）
INTPND寄存器的地址为0x01E00004，用来指示中断请求状态 。

请求寄存器INTPND（2）

中断中断模式寄存器INTMOD（1）
INTMOD中的26位分别对应着每个中断源，如果INTMOD中的某个位设置为1，则ARM7TDM1内核将以FIQ（快速中断）模式操作那个中断；否则，将以IRQ（普通中断）模式操作。
INTMOD地址0x01E00008，可读写。

中断模式寄存器INTMOD（2）

 
中断屏蔽寄存器INTMSK（1）
INTMSK地址0x01E0000C，可读写，用以确定哪个中断源被屏蔽，屏蔽的中断源将不被服务。

 
中断屏蔽寄存器INTMSK（2）

IRQ矢量模式寄存器
主优先级产生单元通过I_PMST寄存器决定4个辅单元和两个中断源之间的优先级。
两个中断源INT_RTC和INT_ADC在26个中断源中优先级是最低的。
如果几个中断请求同时发生，在I_ISPR寄存器中将其中具有最高优先级的中断源对应位置1。

 IRQ/FIQ中断服务寄存器
对应着IRQ的I_ISPR和I_ISPC寄存器，在FIQ中断模式下，也有如表5-41所示的与中断服务相关的寄存器。
I_ISPC/F_ISPC不仅清除中断pending位（INTPND），也通知中断控制器中断服务程序（ISR）已经结束。
在某个中断的ISR结束时，与该中断相应的pending位必须被清零，要将INTPND的某一位清零，方法是往
I_ISPC/F_ISPC的相应位写入1。

I_ISPC/F_ISPC寄存器（1）

 
I_ISPC/F_ISPC寄存器（2）

外部中断控制寄存器EXTINT
外部中断控制寄存器EXTINT用来设置外部中断的触发模式

外部中断请求寄存器EXTINTPND
EINT4、EINT5、EINT6和EINT7分享同一个中断请求源，因此，中断服务程序要通过读取EXTINTPND寄存器来区别这4个中断源。它们的中断处理程序（ISR）必须在处理结束时，通过将EXTINTPND中对应位写1来清除该位。

外部中断的应用
例：有4个按键直接与EXINT4-7引脚相连，配置好I/O口工作在外部中断模式下后，通过按下某个按键来触发中断 。

I/O口设置
（1）对PG口的工作模式进行设置，让PG4~PG7工作在外部中断输入状态。因此，将PG口设置在功能3模式下，采用语句：

rPCONG = 11 11 11 11 xx xx xx xxB；

（2）采用内部上拉，语句为：

rPUPG = 0000xxxxB；


外部中断触发模式设置
利用外部中断控制寄存器EXTINT来设置外部中断的触发模式。

采用电平触发容易引起重复触发，通常采用下降沿或上升沿触发。

不同触发方式的语句如下：

（1）采用下降沿触发时：

rEXTINT=01x 01x 01x 01x xxx xxx xxx xxxB;

（2）采用上升沿触发时：

rEXTINT=10x 10x 10x 10x xxx xxx xxx xxxB;

（3）采用边沿触发时：

rEXTINT=11x 11x 11x 11x xxx xxx xxx xxxB;

（4）采用低电平触发时：

rEXTINT=000 000 000 000 xxx xxx xxx xxxB;


中断寄存器设置
将EINT4~EINT7设置为IRQ中断模式的语句为：

rINTCON=0x5 ;

//非矢量中断模式，禁止FIQ中断，使能IRQ中断

开启中断：

rINTMSK= ~(BIT_GLOBAL|BIT_EINT4567)。


主程序参考示例（1）
volatile char which_int＝0;

void Test_Eint(void)

{

rINTCON=0x5； //禁止FIQ,使能IRQ

pISR_EINT4567=(int)Eint4567lsr; //修改中断处理函数指针

Uart_Printf("选择触发方式;n"

1."下降沿触发n"

2."上升沿触发n"

3."边沿触发n"

4."低电平触发n");

rPCONG=11 11 11 11 xx xx xx xxB; //工作在外部中断功能状态

rPUPG 0000xxxxB; //内部上拉使能


主程序参考示例（2）
switch (Uart_Getch())

{

case '1':

rEXTINT=01x 01x 01x 01x xxx xxx xxx xxxB; //下降沿触发

break;

case '2':

rEXTINT=10x 10x 10x 10x xxx xxx xxx xxxB;//上升沿触发

break;

case '3':

rEXTINT=11x 11x 11x 11x xxx xxx xxx xxxB; //边沿触发

break;

case '4':

rEXTINT=000 000 000 000 xxx xxx xxx xxxB; //低电平触发

break;

default:

return;

}

Uart_Printf ("请按中断键＼n");

RINTMSK = ~(BIT_GLOBAL|BIT_EINT4567); //中断使能


主程序参考示例（3）
While(!which_int);

switch (which_int)

{

case 1:

Uart_Printf("外部中断4发生了n")；

break;

case 2：

Uart_Printf("外部中断5发生了n");

break;

case 4:

Uart_Printf("外部中断6发生了n")；

break;

case 8:

Uart_Printf("外部中断7发生了n")；

break;

default:

break;

}


主程序参考示例（4）
rINTMSK= BIT_GLOBAL; //禁止中断

which_int=0;

rINTCON=0x5;

}

中断处理程序参考示例如下：

void irq_Eint4567lsr(void)

{

which_int = rEXTINTPND;

rEXTINTPND = 0x0f; //清除EXTINTPND寄存器

rl_lSPC= BIT_EINT4567; //清除pending_bit

Delay(1000); //延时消抖

}