IMX6UL开发板中断实验（三）

在上一节我们编写完成了中断驱动文件和中断驱动头文件，那么这一讲我们将继续中断实验

下面就是GPIO的中断设置，第一步要设置中断GPIO的触发方式，首先我们先看到寄存器，一共有GPIOx_ICR1和ICR2，

图如上，ICR1或者ICR2可以看出图中都是由两个bit来描述一个IO口，相当于一个寄存器控制16个IO口，两个的话也就是32个IO口

可以看出，bit31-bit30的作用翻译过来就是，此寄存器控制GPIO中断15功能的激活条件，然后像寄存器中写入00，01作用就是，中断的触发模式，分别是低电平，高电平，上升沿，下降沿触发
对于我们需要完成的实验，首先我们看到开发板的原理图，既然是通过中断的方式点亮LED等，那么意思就是当按键按下的时候LED灯亮，那么按键按下是属于哪种形式的触发方式？

这里需要说明的是，各种触发条件的条件以及特性和大致应用场景，在如下图按键按下额时候，如果产生低电平那么就可以触发条件，那么很明显对应的就是，下降沿触发，然后下面的表格对应的是，低电平触发，高电平触发，上升沿触发，下降沿触发

KEY0按键对应的IO是，UART1 CTS，需要讲这个引脚设置为下降沿触发

然后我们看到下一个寄存器，GPIO_IMR 包含了针对每个中断线的屏蔽位（masking bits），具体意思是，用于控制哪些GPIO引脚的中断信号应该被处理器接收和处理，哪些应该被忽略。
GPIO_IMR寄存器中的每一位都对应一个GPIO引脚的中断屏蔽控制。如果某位被设置为1，则对应的GPIO引脚的中断请求将被屏蔽，即该引脚的中断信号不会被处理器响应；如果某位被设置为0，则对应的GPIO引脚的中断请求是使能的，即该引脚的中断信号可以被处理器接收和处理。

然后这里继续看下一个我们需要用到的寄存器，GPIOx_ISR这个寄存器的作用就是，每个bit位对应一个IO口，一共也就是对应32的IO，如果某个IO口检测到中断产生，则将对应的bit位置1
但是在中断产生过后，这个中断标志位肯定是需要被清0的，但是对于这个寄存器而言，这个寄存器是需要通过写1来清0，并不是直接写0

UART1 CTS 按键这个引脚对应的是GPIO1_IO18，现在我们需要找到这个引脚对应的中断ID号，可以看到GPIO16-31是67这个ID号，但是这并不是他实际的ID号，他的实际ID号还需要加上32，因为PPI（私有中断ID）和SGI（软件中断），以及SPI共享外设中断，这些都是在之前提到过的，这里编号全是SPI共享外设中断，而PPI和SGI加起来一共有32个中断，所以需要在这里67的基础上再加上32，所以GPIO16-31引脚对应的中断是99

然后在我们的代码文件中，也可以看到对应的中断号正好是99

然后下面就开始编写GPIO的驱动函数，在之前的基础上我们加入中断的相关函数，首先我先会展示之前的代码，首先是头文件

#ifndef _BSP_GPIO_H
#define _BSP_GPIO_H
#define _BSP_KEY_H
#include "imx6ul.h"

/* 枚举类型和结构体定义 */
typedef enum _gpio_pin_direction
{
    kGPIO_DigitalInput = 0U,  		/* 输入 */
    kGPIO_DigitalOutput = 1U, 		/* 输出 */
} gpio_pin_direction_t;
	

typedef struct _gpio_pin_config
{
    gpio_pin_direction_t direction; /* GPIO方向:输入还是输出 */
    uint8_t outputLogic;            /* 如果是输出的话，默认输出电平 */
} gpio_pin_config_t;


/* 函数声明 */
void gpio_init(GPIO_Type *base, int pin, gpio_pin_config_t *config);
int gpio_pinread(GPIO_Type *base, int pin);
void gpio_pinwrite(GPIO_Type *base, int pin, int value);

#endif

然后是.c文件

#include "bsp_gpio.h"
/*
 * @description		: GPIO初始化。
 * @param - base	: 要初始化的GPIO组。
 * @param - pin		: 要初始化GPIO在组内的编号。
 * @param - config	: GPIO配置结构体。
 * @return 			: 无
 */
void gpio_init(GPIO_Type *base, int pin, gpio_pin_config_t *config)
{
	if(config->direction == kGPIO_DigitalInput) /* 输入 */
	{
		base->GDIR &= ~( 1 << pin);
	}
	else										/* 输出 */
	{
		base->GDIR |= 1 << pin;
		gpio_pinwrite(base,pin, config->outputLogic);/* 设置默认输出电平 */
	}
}

 /*
  * @description	 : 读取指定GPIO的电平值 。
  * @param - base	 : 要读取的GPIO组。
  * @param - pin	 : 要读取的GPIO脚号。
  * @return 		 : 无
  */
 int gpio_pinread(GPIO_Type *base, int pin)
 {
	 return (((base->DR) >> pin) & 0x1);
 }

 /*
  * @description	 : 指定GPIO输出高或者低电平 。
  * @param - base	 : 要输出的的GPIO组。
  * @param - pin	 : 要输出的GPIO脚号。
  * @param - value	 : 要输出的电平，1 输出高电平， 0 输出低低电平
  * @return 		 : 无
  */
void gpio_pinwrite(GPIO_Type *base, int pin, int value)
{
	 if (value == 0U)
	 {
		 base->DR &= ~(1U << pin); /* 输出低电平 */
	 }
	 else
	 {
		 base->DR |= (1U << pin); /* 输出高电平 */
	 }
}

然后在此基础上加入中断的函数，首先就是使能GPIO中断，前面讲到了GPIO引脚的中断是由引脚GPIOx_IMR寄存器所控制，那么中断使能函数如下

void gpio_enableint(GPIO_Type* base, unsigned int pin)
{ 
    base->IMR |= (1 << pin);
}

有了使能函数，同样就有禁止函数引脚使用中断的函数

void gpio_disableint(GPIO_Type* base, unsigned int pin)
{ 
    base->IMR &= ~(1 << pin);
}

以及对应的清楚中断标志位的函数，这些都是上面所提到的寄存器所控制的

void gpio_clearintflags(GPIO_Type* base, unsigned int pin)
{
    base->ISR |= (1 << pin);
}

然后揪下来就要开始编写设置GPIO的中断配置功能的函数，首先代码如下

void gpio_intconfig(GPIO_Type* base, unsigned int pin, gpio_interrupt_mode_t pin_int_mode)
{
	volatile uint32_t *icr;
	uint32_t icrShift;

	icrShift = pin;
	
	base->EDGE_SEL &= ~(1U << pin);

	if(pin < 16) 	/* 低16位 */
	{
		icr = &(base->ICR1);
	}
	else			/* 高16位 */
	{
		icr = &(base->ICR2);
		icrShift -= 16;
	}
	switch(pin_int_mode)
	{
		case(kGPIO_IntLowLevel):
			*icr &= ~(3U << (2 * icrShift));
			break;
		case(kGPIO_IntHighLevel):
			*icr = (*icr & (~(3U << (2 * icrShift)))) | (1U << (2 * icrShift));
			break;
		case(kGPIO_IntRisingEdge):
			*icr = (*icr & (~(3U << (2 * icrShift)))) | (2U << (2 * icrShift));
			break;
		case(kGPIO_IntFallingEdge):
			*icr |= (3U << (2 * icrShift));
			break;
		case(kGPIO_IntRisingOrFallingEdge):
			base->EDGE_SEL |= (1U << pin);
			break;
		default:
			break;
	}
}

代码看似很长，但其实很好理解，我们分两部分，以swtich语句为分割，首先swtich上面大致原理是这段代码的主要作用是根据pin号配置相应引脚的中断触发方式，并决定修改哪个中断控制寄存器（ICR1或ICR2）以及在该寄存器中的哪个位位置。它首先禁用当前pin号引脚的中断触发方式，然后根据pin号的大小选择合适的ICR寄存器，并计算出在该寄存器中应操作的位位置。
先定义一个指向uint32_t类型的指针icr，大致作用就是访问中断控制寄存器。volatile关键字确保编译器在每次访问icr时都直接从内存中读取值，而不是使用可能已经缓存在寄存器中的值。
定义一个无符号32位整数icrShift，用于存储将要操作的位的位置，在ICR寄存器中

base->EDGE_SEL &= ~(1U << pin);就是如果在之后中断采取高电平或者低电平的方式触发的话，就禁用该引脚当前的边沿触发设置。
然后ICR在前面也提高过，分别控制16个IO引脚，那么低16位就是ICR1，不低于16位就是ICR2，这里是对ICR寄存器的一个选择

然后下面看到switch语句的部分，这部分是在完成什么事情呢，也就是选择每个GPIO的中断触发方式，以这个为例，比如我要让某个引脚低电平输出，那么我就将控制触发方式的寄存器（ICR），清零然后写入值，因为低电平触发是00，所以这里就写入00的值，以为着到时候就如果选择模式是低电平，那么就写入值00

case(kGPIO_IntLowLevel):
			*icr &= ~(3U << (2 * icrShift));
			break;

然后下面的代码都是一样的道理，都是先将这个寄存器的值清零，也就是初始化，然后再根据选择的模式然后写入值进去，唯一有区别的地方就是最后一个，因为在前面ICR寄存器中可以看到，他只有低电平，高点平，上边沿和下边沿四种触发方式
但是在我们的设置当中，却还有一种双边沿触发的方式，那么这个是通过控制哪个寄存器来实现的呢

case(kGPIO_IntRisingOrFallingEdge):
			base->EDGE_SEL |= (1U << pin);
			break;

它的主要作用是，在GPIO（通用输入输出）接口中，GPIO_EDGE_SEL是一个特殊的寄存器，它允许开发者对中断的触发方式进行更细致的控制。通常，中断可以由多种条件触发，如电平变化（高电平、低电平）、边缘变化（上升沿、下降沿）等。GPIO_EDGE_SEL通过其各个位的状态，为GPIO引脚指定了是应该基于上升沿、下降沿还是两者都产生中断。
所以双边沿以及边沿触发的不产生都是需要这个寄存器的控制

然后剩下的函数只需要在头文件在中引用一下，然后GPIO的驱动文件我们就编写完成了。然后就开始创建我们的具体实验代码了，首先需要创建一个文件夹存放两个文件，分别名为exti，创建文件bsp_exti.c和bsp_exti.h，下面我会先放出两个文件的代码

#include "bsp_exit.h"
#include "bsp_gpio.h"
#include "bsp_int.h"
#include "bsp_delay.h"
#include "bsp_beep.h"

/*
 * @description			: 初始化外部中断
 * @param				: 无
 * @return 				: 无
 */
void exit_init(void)
{
	gpio_pin_config_t key_config;

	/* 1、设置IO复用 */
	IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18,0);			/* 复用为GPIO1_IO18 */
	IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART1_CTS_B_GPIO1_IO18,0xF080);

	/* 2、初始化GPIO为中断模式 */
	key_config.direction = kGPIO_DigitalInput;
	key_config.interruptMode = kGPIO_IntFallingEdge;
	key_config.outputLogic = 1;
	gpio_init(GPIO1, 18, &key_config);

	GIC_EnableIRQ(GPIO1_Combined_16_31_IRQn);				/* 使能GIC中对应的中断 */
	system_register_irqhandler(GPIO1_Combined_16_31_IRQn, (system_irq_handler_t)gpio1_io18_irqhandler, NULL);	/* 注册中断服务函数 */
	gpio_enableint(GPIO1, 18);								/* 使能GPIO1_IO18的中断功能 */
}

/*
 * @description			: GPIO1_IO18最终的中断处理函数
 * @param				: 无
 * @return 				: 无
 */
void gpio1_io18_irqhandler(void)
{ 
	static unsigned char state = 0;

	delay(10);
	if(gpio_pinread(GPIO1, 18) == 0)	/* 按键按下了  */
	{
		state = !state;
		beep_switch(state);
	}
	
	gpio_clearintflags(GPIO1, 18); /* 清除中断标志位 */
}

首先将按键的GPIO进行复用，然后先初始化GPIO，最后设置GIC的初始化，包括对于中断功能以及对应中断号的初始化，上面其实我们就是在编写自己的库，然后使用自己的库开始编写具体的外部中断函数，就和以前写STM32的标准库是一个道理
然后下面就是中断处理函数，也就是我们在触发中断后，需要执行的函数，这个就不难理解了，按下 KEY 就会打开蜂鸣器，再次按下就会关闭蜂鸣器，最后再将中断位清除

主函数里面只需要执行灯一直在闪烁的代码就可以了，然后等待之后我们按下按键产生蜂鸣器鸣叫的中断



#include "bsp_clk.h"

#include "bsp_delay.h"

#include "bsp_led.h"

#include "bsp_beep.h"

#include "bsp_key.h"

#include "bsp_int.h"

#include "bsp_exit.h"



/*

 * @description	: main函数

 * @param 		: 无

 * @return 		: 无

 */

int main(void)

{

	unsigned char state = OFF;



	int_init(); 		/* 初始化中断(一定要最先调用！) */

	imx6u_clkinit();	/* 初始化系统时钟 			*/

	clk_enable();		/* 使能所有的时钟 			*/

	led_init();			/* 初始化led 			*/

	beep_init();		/* 初始化beep	 		*/

	key_init();			/* 初始化key 			*/

	exit_init();		/* 初始化按键中断			*/



	while(1)			

	{	

		state = !state;

		led_switch(LED0, state);

		delay(500);

	}



	return 0;

}

因为添加了文件，最后再修改一下Makefile，确保能找到每个文件的路径

INCDIRS 		:= imx6ul \

				   bsp/clk \

				   bsp/led \

				   bsp/delay  \

				   bsp/beep \

				   bsp/gpio \

				   bsp/key \

				   bsp/exit \

				   bsp/int

				   			   

SRCDIRS			:= project \

				   bsp/clk \

				   bsp/led \

				   bsp/delay \

				   bsp/beep \

				   bsp/gpio \

				   bsp/key \

				   bsp/exit \

				   bsp/int

然后最后只需要将代码烧写进去，我们的本次实验就算是完成了，这个中断对于imx6ul确实是一个全新的板块，与STM32的NVIC不同，MPU芯片普遍采取的都是GIC的中断模式，也是一个很复杂的适用于多核的中断模式
博主也是才接触，所以周期有点长，以及在讲解的过程当中可能会有很多地方表述的不够清楚，所以希望各位在阅读的时候保持谅解，如果有问题欢迎讨论或者指针，那么中断的实验到这里就结束了