ARM的中断实验

嵌入式实验报告课程名称嵌入式成绩实验项目ARM的中断实验指导教师曲培树学生姓名张健秀学号201000803026班级专业10电子本实验地点综合楼226实验日期2012年12月7日一、实验目的1.掌握ARM9的中断原理，能够对S3C2410的中断资源及其相关中断寄存器的进行合理配置2.掌握对S3C2410的中断的编程的方法二、实验内容1.学习响应外部中断请求的配置方法，并通过响应定时器中断，执行中断服务子程序使CPU板上的LED指示灯LED1、LED2闪烁。三、实验设备1.EL-ARM-830教学实验箱，PentiumII以上的PC机，仿真调试电缆。2.PC操作系统WIN98或WIN2000或WINXP，ADS1.2集成开发环境，仿真调试驱动程序四、ARM的中断原理在ARM中，有两类中断，一类是IRQ，一类是FIQ，IRQ是普通中断，FIQ是快速中断，在进行大批量的复制、数据转移等工作时，常使用此类中断。FIQ的优先级高于IRQ。同时，它们都属于ARM的异常模式，当一旦有中断发生，不管是外部中断，还是内部中断，正在执行的程序都会停下，PC指针进而跳入异常向量的地址处，若是IRQ中断，则PC指针跳到0x18处，若是FIQ中断，则跳到0x1C处。异常向量地址处，一般存有中断服务子程序的地址，所以，接下来PC指针跳入中断服务子程序中。当完成中断服务子程序后，PC指针会返回到被打断的程序的下一条地址处，继续执行程序。这就是ARM中断操作的基本原理。但是，通常由于生产ARM处理器的各厂家都集成了很多中断请求源，比如，串口中断、AD中断、外部中断、定时器中断、DMA中断等等，所以，很多中断可能同时请求中断，因此，为区分它们，更准确的完成任务，这些中断都有相应的优先级别，以及当发生中断时，它们都有相应的中断标志位，通过在发生中断是判断中断优先级，和访问中断标志位的状态来识别到底哪一个中断发生了。五、三星的2410ARM处理器的中断的使用首先，ARM920TCPU的PSR寄存器中的F位为1，则CPU不会响应中断控制器的FIQ中断，同样，ARM920TCPU的PSR寄存器中的I位为1，则CPU也不会响应中断控制器的IRQ中断，为使CPU响应中断，须在启动代码中将其设为0，以及使INTMSK寄存器中的相应位置0。S3C2410共有56个中断源，有26个中断控制器，外部中断EXTIN8~23共用一个中断控制器，外部中断EXTIN4~7共用一个中断控制器，9个UART中断分成3组，共用3个中断控制器，ADC和触摸屏共用一个中断控制器。见表2-6-2中断的优先级是由主组号和从ID号的级别控制的。中断优先级产生模块如下图所示：图2-6-1七、实验数据TP60未通话：TP60通话后：TP61未通话：TP61通话后：TP62未通话：TP62通话后：TP63未通话：TP63通话后：从上图可以看出，中断优先级产生模块共有7个判优器，每个判优器是否使能由寄存器PRIORITY[6:0]决定，每个判优器下面有4~6个中断源，这些中断源对应着REQ0~REQ5这6个优先级，这些优先级由寄存器PRIORITY[20:7]的相应位决定。要正确使用S3C2410的中断控制器，必须设置如下的寄存器，如下表2-6-1所示：SRCPND0x4a000000R/W中断源挂起寄存器，当中断产生后，相应位置位INTMOD0x4a000004R/W中断模式寄存器，设定IRQ或FIQ模式INTMSK0x4a000008R/W中断屏蔽寄存器，如果相应位置位则该中断被屏蔽PRIORITY0x4a00000cR/W中断优先级控制寄存器，设置中断优先级INTPND0x4a000010R/W中断挂起寄存器，相应位对应正在执行的中断服务INTOFFSET0x4a000014R中断源请求偏移寄存器SUBSRCPND0x4a000018R/W子中断源挂起寄存器INTSUBMSK0x4a00001cR/W子中断屏蔽寄存器表2-6-1中断挂起寄存器主要是提供哪个中断有请求的标志寄存器，相应位置1，则说明有该中断请求产生。若相应位为0，则无该中断请求产生。中断模式寄存器主要是配置该中断是IRQ型中断，还是FIQ型中断。中断屏蔽寄存器的主要功能是屏蔽相应中断的请求，即使中断挂起寄存器的相应位已经置1，若中断屏蔽寄存器相应位置1，则中断控制器屏蔽该中断请求，也无法让CPU响应该中断。INTPND为向量IRQ中断服务挂起状态寄存器，当向量IRQ中断发生时，该寄存器内只有一位被设置，即只有当前要服务的中断标志位置位。通过读它的值，就能判断出哪个中断发生了。在INTPND中相应位写入数据，就能清除掉中断挂起寄存器中的中断请求标志位，以使CPU不再响应中断，其实，CPU响应中断是看中断挂起寄存器中的请求标志位有没有置位，若置位，又屏蔽位打开，ARM920T的PSR的F或I为也打开，那么，CPU就响应中断，否则，有一个条件不成立，则CPU无法响应中断。表2-6-2六、中断编程实例在ADS1.2的开发环境下，打开HARDWARE/ADS/实验六目录下的Interrupt.mcp项目，在Application/SRC/Main.c中可以看到，主程序中，在进行目标板初始化后，程序进入死循环，等待中断！在Startup2410/src/target.C文件中包括对要使用的中断控制器的初始化程序，CPU响应了该中断后的中断服务子程序。该项目的程序流程是，按下程序启动后，初始化定时器1，设定定时器的中断时间，然后，等待定时器中断，当定时器中断到来时，就会进入定时器中断服务子程序，而中断服务子程序会把LED1和LED2灯熄灭或点亮，从现象中看到LED1和LED2灯忽闪一次，则说明定时器发生了一次中断。最后，关闭中断请求，等待下一次的中断的到来。为使CPU响应中断，在中断服务子程序执行之前，必须打开ARM920T的CPSR中的I位，以及相应的中断屏蔽寄存器中的位。打开相应的中断屏蔽寄存器中的位，是在target.C中的voidTimer1INT_Init(void)函数中，在做了这些准备后，就可以等待中断的到来了。voidTimer1INT_Init(void){//定时器接口使能if((rINTPND&BIT_TIMER1)){rSRCPND|=BIT_TIMER1;}pISR_TIMER1=(int)Timer1_ISR;rINTMSK&=~(BIT_TIMER1);//开中断；}TIMER1INT_Init()函数已在Target_Init()中调用。详见/实验程序/HARDWARE/ADS/实验六目录下的Interrupt.mcp源代码注释。七、实验步骤1．本实验仅使用实验教学系统的核心CPU板。在进行本实验时，LCD电源开关，音频的左右声道开关、AD通道选择开关、触摸屏中断选择开关等均应处在关闭状态。2．在PC机并口和实验箱的CPU板上的JTAG接口之间，连接仿真调试电缆。3．检查连接是否可靠，可靠后，接入电源线，系统上电。4．打开ADS1.2开发环境，从里面打开\实验程序\HARDWARE\ADS\实验六\Interrupt.mcp项目文件，进行编译。5．编译通过后，进入ADS1.2调试界面，加载\实验程序\HARDWARE\ADS\实验六\Interrupt_Data\Debug中的映象文件程序映像Interrupt.axf。6．在ADS调试环境下全速运行映象文件。观察LED1和LED2的变化！LED1和LED2灯会由于定时中断的1秒钟发生一次，而一秒钟闪烁一次！也可以改变闪烁的频率，即改变Startup2410\target.c文件内的voidTimer1_init(void)函数里的rTCNTB1=48828;的赋值，数字量越小，闪烁频率越快。编译全速运行，观看结果，看闪烁频率是否发生了改变！这是对GPIO口操作的结果。具体实现见程序。八、实验数据实验板上的LED1和LED2灯交替闪烁九、实验结论1.掌握了ARM9的中断原理，能够对S3C2410的中断资源及其相关中断寄存器的进行合理配置2.掌握了对S3C2410的中断的编程的方法3.进一步熟悉了ADS1.2集成开发环境，及仿真调试驱动程序4.深入了解了EL-ARM-830教学实验箱