中断实验

中断实验

中断实验 • 实验目的 • 实验设备 • 实验内容 • 实验原理 • 实验参考程序

中断实验 • 实验目的 • 通过实验了解ARM的中断方式和原理。 • 熟悉ARM中断的编程方法。

中断实验 • 实验设备 • 硬件：PC机，华邦W90P710开发板套件。 • 软件：Lambda IDE集成开发环境，Windows 2000/NT/XP。

中断实验 • 实验内容 • 掌握ARM中断工作原理，了解W90P710和中断有关的寄存器，掌握常用中断的编程方法,编写中断处理程序实现时钟中断。

实验原理 • 中断控制器介绍 W90P710开发板集成了一个高级中断控制器，简称AIC(advanced interrupt controller)，来处理来自设备的中断。它类似于X86体系的8529芯片，是W90P710控制中断的部件。为了响应多个中断源，AIC为每个设备的中断号定义了的优先级。并且实现了一个中断优先级位表[7]，如表1-1所示：

实验原理 表 1-1中断优先级位表

实验原理 • 若同一优先级的中断同时到来，则根据中断号越低，优先级越高的原则只响应最高优先级中断。另外，优先级为0的四个中断触发的是FIQ中断，而其余级别的中断全都属于IRQ中断。 • AIC最多可以处理32个中断源（现在只定义了31个），每个中断源都对应了唯一的中断号，如图1-1所示：

实验原理 图 1-1 W90P710 中断号分配

实验原理 • 其中中断号越低，优先级就越高。例如1号看门狗中断优先级最高。另外优先级为0的四个中断触发的是FIQ中断，而其余级别的中断全都属于IRQ中断。 • 控制AIC的寄存器映射在地址0xfff8_2100-0xfff8_2200。AIC模块的主要功能是屏蔽或者使能中断，相当于在设备级和CPU之间多了一道中断的开关，它的主要控制寄存器有IPER，MECR，MDCR等。

实验原理 • Timer(定时器)介绍 • 本实验中触发中断的设备为定时器（Timer），触发的中断类型为IRQ。 • Timer完成计时主要是靠一个叫做计数寄存器完成的，一般先赋予计数器一个初值，然后打开计数使能位，使计数器自动计数，一旦计数器里的值向下减少到零或者向上增加到某个约定的数值，那么时钟就触发了一次中断。

实验原理 • 系统的中断控制机制

实验参考程序 • 本实验里中断的程序的编写主要包括以下几个部分： • 1安装中断向量表 • 2初始化Timer和AIC，打开中断的一、二级开关 • 3编写中断处理函数 • 4使能Timer的中断位，使其可以触发中断，并开始计数。

实验参考程序 /* 打开第一级开关，将控制IRQ中断的I位置零 * / CPSR_init： mov r0,#0x5f //开中断 msr cpsr_c,r0 mov pc,lr //返回 /* 打开第二级开关，将Timer对应的AIC的中断通道13打开 */ void AIC_Init（） { rAIC_MDCR = 0XFFFFFFFE; /* 将中断通道全部关闭 */ Aic_Int_Enable(13); }

实验参考程序 /* 打开中断通道i的函数 */ void Aic_Int_Enable(char vector) { unsigned int mask; if( vector > INTERRUPT_VECTOR_END) /*中断号越界检查*/ { return ; } mask = 1 << vector; rAIC_MECR = (mask|rAIC_IMR); } /* 打开第三级开关，使能Timer0的中断，并使其开始计数 */

实验参考程序 unsigned int Timer_Start( ) { rTCSR0 |= (CEN|IE); /*开启中断使能，计数使能位 */ return TRUE; } 编写中断处理函数中断处理包括三部分：保存现场，清中断，恢复现场。 /* 保存现场 */

实验参考程序 STR R3, [SP, #-4]! //将需要使用的工作寄存器压栈 STR R2, [SP, #-4]! STR R1, [SP, #-4]! MOV R1, SP // 保存IRQ堆栈指针 ADD SP, SP,#12 // 调整IRQ堆栈指针 SUB R2, LR,#4 // 保存返回地址 MRS R3, SPSR // 保存SPSR寄存器内容 MSR CPSR_c, #(NO_INT | SYS32_MODE) // 切换成SYS模式

实验参考程序 // 保存被中断任务的寄存器现场 STR R2, [SP, #-4]! STR LR, [SP, #-4]! STR R12, [SP, #-4]! STR R11, [SP, #-4]! STR R10, [SP, #-4]! STR R9, [SP, #-4]! STR R8, [SP, #-4]! STR R7, [SP, #-4]! STR R6, [SP, #-4]! STR R5, [SP, #-4]! STR R4, [SP, #-4]! LDR R4, [R1], #4 //从IRQ堆栈中读出R1-R3的寄存器内容

实验参考程序 LDR R5, [R1], #4 LDR R6, [R1], #4 STR R6, [SP, #-4]! //将原来R1-R3的寄存器内容保存至堆栈 STR R5, [SP, #-4]! STR R4, [SP, #-4]! STR R0, [SP, #-4]! // 将R0保存 STR R3, [SP, #-4]! //被中断任务的CPSR寄存器内容保存 /******************做模式切换，执行真正的中断处理****************/ MSR CPSR_c, #(NO_INT | IRQ32_MODE) BL T0_INT_ISR

实验参考程序 /***************恢复现场，原先保存的寄存器出栈*****************/ LDR R4, [SP], #4 MSR CPSR_cxsf, R4 LDR R0, [SP], #4 LDR R1, [SP], #4 LDR R2, [SP], #4 LDR R3, [SP], #4 LDR R4, [SP], #4 LDR R5, [SP], #4 LDR R6, [SP], #4 LDR R7, [SP], #4 LDR R8, [SP], #4 LDR R9, [SP], #4 LDR R10, [SP], #4

实验参考程序 LDR R11, [SP], #4 LDR R12, [SP], #4 LDR LR, [SP], #4 LDR PC, [SP], #4 其中，除保存和恢复现场外，真正的中断处理很简单，只是为一个isr_counter简单加1，使其记录中断的次数。可以用c函数T0_INT_ISR实现： void T0_INT_ISR() { OSTimeTick(); rTISR = 0x01; rAIC_EOSCR = 0; }

实验参考程序 使能Timer的中断位，使其可以触发中断，并开始计数。 unsigned int Timer_Start( ) { rTCSR0 |= (CEN|IE); /*开启中断使能，计数使能位*/ return TRUE; } 上述函数的宏定义这里不做说明，详见实验代码附件。

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