SAM4E單片機(jī)之旅——3、LED閃爍之定時(shí)器中斷
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讓一個(gè)LED燈閃爍不過癮，我們應(yīng)該讓這塊開發(fā)板完成一點(diǎn)更高難度的任務(wù)：比如讓兩個(gè)LED燈閃爍。
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201701/342937.htm……
當(dāng)然了，以我們的現(xiàn)在使用的空循環(huán)技術(shù)，還是可以實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)的。但是這樣顯得略為低端。所以我們使用一個(gè)高端點(diǎn)的技術(shù)：中斷。還有就是會介紹一下在CMSIS里怎么使用中斷。
一、電路
二、實(shí)現(xiàn)思路
第一個(gè)LED的閃爍還是用之前使用的空循環(huán)吧，別把世界弄得太復(fù)雜了。
第二個(gè)LED的閃爍就稍微自動化一點(diǎn)了：使用一個(gè)定時(shí)器，讓它在到了需要切換引腳電平的時(shí)候通知我們一下。這樣做的好處就是我們只需在定時(shí)器通知時(shí)關(guān)注第二個(gè)LED燈，而在其他的時(shí)候就可以忙別的事了。(比如讓第一個(gè)LED閃爍。)
使用的中斷源還是之前用到的RTT。RTT可以在計(jì)數(shù)器達(dá)到特定值時(shí)產(chǎn)生中斷，這個(gè)特定的值(Alarm Value)可以通過訪問RTT報(bào)警寄存器(RTT_AR)設(shè)定。然后在RTT的中斷處理函數(shù)中切換LED引腳的電平，同時(shí)設(shè)定好下一次中斷的條件就好了。
三、中斷
在中斷時(shí)，處理器會根據(jù)中斷號在中斷向量表查詢中斷服務(wù)函數(shù)(ISR)相關(guān)的信息。為此，我們需要知道RTT的中端號(3)，還有中斷向量表的位置，然后修改中斷向量表。系統(tǒng)控制塊(SCB)中有個(gè)“向量表偏移寄存器”(SCB_VTOR)，在這個(gè)地址指向的區(qū)域里儲存著一系列的向量，包括外部中斷向量表。然后我們需要知道ISR相關(guān)信息在這個(gè)向量表的位置。接著修改中斷向量表時(shí)需要知道它儲存的只有ISR的地址，還是直接跳轉(zhuǎn)至ISR的指令……(先別忙著動手)
四、main函數(shù)之前發(fā)生的事
實(shí)際上，入口點(diǎn)——即整個(gè)程序開始運(yùn)行的入口，并不是main函數(shù)。這個(gè)入口是鏈接器指定的，默認(rèn)情況下是_start函數(shù)。而在Atmel Studio生成的項(xiàng)目中，默認(rèn)情況下鏈接器的參數(shù)有“--entry=Reset_Handler”的這么一項(xiàng)，意思就是指定程序入口為Reset_Handler。
這個(gè)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)在以下文件中：
srcASFsamutilscmsissam4esourcetemplatesgccstartup_sam4e.c
這個(gè)是函數(shù)也是重置時(shí)的中斷處理函數(shù)。在這個(gè)函數(shù)中，進(jìn)行了一系列的初始化工作，其中包括中斷向量表的配置。然后在初始化C庫之后，就調(diào)用main函數(shù)了。最后在main函數(shù)返回后執(zhí)行一個(gè)死循環(huán)。
五、定義中斷處理函數(shù)
CMSIS已經(jīng)為定義好了各種ISR的函數(shù)原型，同時(shí)做好了默認(rèn)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)。這些函數(shù)在以下文件中實(shí)現(xiàn)：
srcASFsamutilscmsissam4esourcetemplatesexceptions.c
不過默認(rèn)的函數(shù)實(shí)現(xiàn)是“弱定義”為Dummy_Handler的別名，這個(gè)函數(shù)的實(shí)現(xiàn)只是一個(gè)簡單的死循環(huán)。弱定義意味著我們可以很方便地在鏈接時(shí)覆蓋默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)。方法就是重新定義一個(gè)具有相同簽名的函數(shù)。因?yàn)槟J(rèn)情況下是“強(qiáng)定義”的，所以就會覆蓋掉默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)。
六、準(zhǔn)備工作
現(xiàn)在程序已經(jīng)略為復(fù)雜了，需要做些準(zhǔn)備工作。
宏定義：
/* LED 使用的GPIO引腳 */
#define LED0_GPIO PIO_PA0
#define LED1_GPIO PIO_PD20
/* LED 閃爍的周期 */
#define LED0_OFF_MS 500
#define LED0_ON_MS 1000
#define LED1_OFF_MS 500
#define LED1_ON_MS 200
輔助函數(shù)CalcRTTNeedInc。之前為了計(jì)算經(jīng)過指定時(shí)間后RTT記數(shù)器增加的值，寫了幾行代碼。因?yàn)橛卸鄠€(gè)地方要用到這個(gè)計(jì)算，所以把它抽象出來了：
inline uint32_t CalcRTTNeedInc(unsigned int ms)
{
/* 計(jì)數(shù)器加一的頻率 */
const uint32_t freq = CHIP_FREQ_SLCK_RC / PRESCALE;
/* 計(jì)算延遲后，計(jì)數(shù)器需要增加的值
* need_inc = ms /1000 / (1/freq) */
return (ms * freq / 1000);
}
六、RTT的中斷處理
在理論上，本程序在RTT中斷時(shí)切換第二個(gè)LED的引腳電平，并設(shè)置下一次中斷的條件。
在文件sam4e16e.h中，已經(jīng)定義好了RTT中斷處理函數(shù)的原型了，只需實(shí)現(xiàn)即可。
需要注意的是，在中斷處理函數(shù)中，需要通過讀取一次RTT_SR以清除RTT的Alarm狀態(tài)，否則該中斷一直會被觸發(fā)。
void RTT_Handler(void)
{
/* 通過讀取狀態(tài)寄存器清除Alarm */
uint32_t _ = RTT->RTT_SR;
uint32_t begin_rttv = ReadRTT_CRTV();
uint32_t int_gap_ms ;
uint32_t need_inc;
if ((PIOD->PIO_ODSR & LED1_GPIO) == 0)
{
/* 現(xiàn)在引腳電平為低，LED是亮的 */
/* 滅燈 */
PIOD->PIO_SODR = LED1_GPIO;
/* 設(shè)置下次中斷喚醒間隔的時(shí)間 */
int_gap_ms = LED1_OFF_MS;
}
else
{
/* 現(xiàn)在引腳電平為高，LED是滅的 */
/* 亮燈 */
PIOD->PIO_CODR = LED1_GPIO;
/* 設(shè)置下次中斷喚醒間隔的時(shí)間 */
int_gap_ms = LED1_ON_MS;
}
/* 計(jì)算并設(shè)置下一次中斷的條件 */
need_inc = CalcRTTNeedInc(int_gap_ms);
RTT->RTT_AR = RTT_AR_ALMV(begin_rttv + need_inc - 1);
return;
}
七、RTT初始化中斷啟用
如果需要啟用中斷，需要配置NVIC_ISERx寄存器，而且需要進(jìn)行一定的計(jì)算。而CMSIS也做了相應(yīng)的工作：
/* 啟用中斷 */
NVIC_ClearPendingIRQ(RTT_IRQn);
NVIC_EnableIRQ(RTT_IRQn);
對于RTT，配置時(shí)只需使能中斷，同時(shí)設(shè)置第一次中斷的條件即可。
/* 初始化 RTT */
RTT->RTT_MR = RTT_MR_RTPRES(PRESCALE)
| RTT_MR_RTTRST
| RTT_MR_ALMIEN
;
/* 計(jì)算第一次中斷的時(shí)間
* 現(xiàn)在燈是亮的，第一次中斷即在需要燈滅時(shí)
*/
RTT->RTT_AR = RTT_AR_ALMV(
ReadRTT_CRTV() + CalcRTTNeedInc(LED1_ON_MS) -1);
八、禁用看門狗
程序在運(yùn)行若干秒之后，可能會看到一些不和諧的狀況，比如某個(gè)LED燈不按照我們的設(shè)想快速閃動一兩下。這是因?yàn)榭撮T狗默認(rèn)是開啟的，而我們卻從來沒有“喂狗”，從而導(dǎo)致系統(tǒng)重置?，F(xiàn)在我只需禁用看門狗即可：
WDT->WDT_MR = WDT_MR_WDDIS;
PS，完整程序代碼：
這一部分完整代碼放在下面，以后大概不會再在這個(gè)基礎(chǔ)上修改了吧。
+ View Code
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