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HPM6750系列--第九篇 GPIO详解（中断操作）_hpm6750 can中断

作者：运维做开发 | 2024-08-15 07:44:25

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hpm6750 can中断

一、目的

        在上篇中《HPM6750系列--第九篇 GPIO详解（基本操作）》我们讲解了GPIO的基本操作，本篇继续讲解GPIO的中断处理。

        

二、介绍

        支持的中断类型包括：

  • 边沿触发（上升沿、下降沿）
  • 电平触发（高电平、低电平）

        将一个引脚设置为中断涉及到以下几个步骤（此处我们以PZ02举例）：

        1.设置IOC/PIOC/BIO中对应的引脚复用为gpio功能
  1. void init_gpio_pins(void)
  2. {
  3.     uint32_t pad_ctl = IOC_PAD_PAD_CTL_PE_SET(1) | IOC_PAD_PAD_CTL_PS_SET(1);
  4.  
  5. #ifdef USING_GPIO0_FOR_GPIOZ
  6.     HPM_IOC->PAD[IOC_PAD_PZ02].FUNC_CTL = IOC_PZ02_FUNC_CTL_GPIO_Z_02;  //②
  7.     HPM_IOC->PAD[IOC_PAD_PZ02].PAD_CTL = pad_ctl; //③
  8.     /* PZ port IO needs to configure BIOC as well */
  9.     HPM_BIOC->PAD[IOC_PAD_PZ02].FUNC_CTL = IOC_PZ02_FUNC_CTL_SOC_PZ_02; //①
  10. #endif 
  11. }

        PZ02是电池备份域的IO，由HPM_BIOC设置复用功能，如果需要GPIO0来控制的话，需要先映射到HPM_IOC，再由HPM_IOC来复用成GPIO。

        ①HPM_BIOC将PZ02复用为SOC_PZ_02，也就是由HPM_IOC来决定其复用功能

        ②HPM_IOC将PZ02复用为GPIO

        ③HPM_IOC将PZ02设置为内部上拉

        经过上面的设置之后，PZ02就由GPIO0来进行后续的方向设置、中断配置        

        2.设置引脚为输入

        

  1.  
  2. /**
  3.  * @brief   Set pin to input mode
  4.  *
  5.  * @param ptr GPIO base address
  6.  * @param port Port index
  7.  * @param pin Pin index
  8.  */
  9. static inline void gpio_set_pin_input(GPIO_Type *ptr, uint32_t port, uint8_t pin)
  10. {
  11.     ptr->OE[port].CLEAR = 1 << pin;
  12. }
  13.  
  14.  
  15. /**
  16.  * @brief Interrupt trigger type
  17.  */
  18. typedef enum gpio_interrupt_trigger {
  19.     gpio_interrupt_trigger_level_high = 0,
  20.     gpio_interrupt_trigger_level_low,
  21.     gpio_interrupt_trigger_edge_rising,
  22.     gpio_interrupt_trigger_edge_falling,
  23. #if defined(GPIO_SOC_HAS_EDGE_BOTH_INTERRUPT) && (GPIO_SOC_HAS_EDGE_BOTH_INTERRUPT == 1)
  24.     gpio_interrupt_trigger_edge_both,
  25. #endif
  26. } gpio_interrupt_trigger_t;
  27.  
  28. void gpio_config_pin_interrupt(GPIO_Type *ptr, uint32_t gpio_index, uint8_t pin_index, gpio_interrupt_trigger_t trigger)
  29. {
  30.     switch (trigger) {
  31.     case gpio_interrupt_trigger_level_high:
  32.     case gpio_interrupt_trigger_level_low:
  33.         ptr->TP[gpio_index].CLEAR = 1 << pin_index;
  34.         if (trigger == gpio_interrupt_trigger_level_high) {
  35.             ptr->PL[gpio_index].CLEAR = 1 << pin_index;
  36.         } else {
  37.             ptr->PL[gpio_index].SET = 1 << pin_index;
  38.         }
  39.         break;
  40.     case gpio_interrupt_trigger_edge_falling:
  41.     case gpio_interrupt_trigger_edge_rising:
  42. #if defined(GPIO_SOC_HAS_EDGE_BOTH_INTERRUPT) && (GPIO_SOC_HAS_EDGE_BOTH_INTERRUPT == 1)
  43.         ptr->PD[gpio_index].CLEAR = 1 << pin_index;
  44. #endif
  45.         ptr->TP[gpio_index].SET = 1 << pin_index;
  46.         if (trigger == gpio_interrupt_trigger_edge_rising) {
  47.             ptr->PL[gpio_index].CLEAR = 1 << pin_index;
  48.         } else {
  49.             ptr->PL[gpio_index].SET = 1 << pin_index;
  50.         }
  51.         break;
  52. #if defined(GPIO_SOC_HAS_EDGE_BOTH_INTERRUPT) && (GPIO_SOC_HAS_EDGE_BOTH_INTERRUPT == 1)
  53.     case gpio_interrupt_trigger_edge_both:
  54.         ptr->TP[gpio_index].SET = 1 << pin_index;
  55.         ptr->PD[gpio_index].SET = 1 << pin_index;
  56.         break;
  57. #endif
  58.     default:
  59.         return;
  60.     }
  61. }
  62.  
  63. void test_gpio_input_interrupt(void)
  64. {
  65.     gpio_interrupt_trigger_t trigger;
  66.  
  67.     printf("input interrupt\n");
  68. #ifdef BOARD_LED_GPIO_CTRL
  69.     printf("user led will be switched on off based on user switch\n");
  70.     gpio_set_pin_output(BOARD_LED_GPIO_CTRL, BOARD_LED_GPIO_INDEX,
  71.                            BOARD_LED_GPIO_PIN);
  72. #endif
  73.     gpio_set_pin_input(BOARD_APP_GPIO_CTRL, BOARD_APP_GPIO_INDEX,
  74.                            BOARD_APP_GPIO_PIN); //①
  75. #if defined(GPIO_SOC_HAS_EDGE_BOTH_INTERRUPT) && (GPIO_SOC_HAS_EDGE_BOTH_INTERRUPT == 1)
  76.     trigger = gpio_interrupt_trigger_edge_both;
  77. #else
  78.     trigger = gpio_interrupt_trigger_edge_falling; //②
  79. #endif
  80.     gpio_config_pin_interrupt(BOARD_APP_GPIO_CTRL, BOARD_APP_GPIO_INDEX,
  81.                            BOARD_APP_GPIO_PIN, trigger); //②
  82.     gpio_enable_pin_interrupt(BOARD_APP_GPIO_CTRL, BOARD_APP_GPIO_INDEX,
  83.                            BOARD_APP_GPIO_PIN); //③
  84.     intc_m_enable_irq_with_priority(BOARD_APP_GPIO_IRQ, 1); //④
  85.     while (1) {
  86.         __asm("wfi");
  87.     }
  88. }

         

        ①HPM_GPIO0设置PZ02为输入引脚。 

        ②HPM_GPIO0设置PZ02边沿中断，下降沿触发

        ③HPM_GPIO0使能PZ02中断

        ④设置IRQn_GPIO0_Z中断优先级

        

GPIO中断使能寄存器

        用户可以通过 GPIO 控制器的 IE 寄存器打开 GPIO 中断，IE 寄存器内的对应位置 1 就可以使能对应 IO 的中断。

        

GPIO中断类型寄存器

        用户可以通过 GPIO 控制器的 TP 寄存器来指定中断的类型，对应位置 1，表示中断由边沿触发，对应位置0，表示中断由电平触发

        

GPIO中断极性寄存器

        用户可以通过 GPIO 控制器的 PL 寄存器来指定中断的极性，对应位置 1，表示中断由下降沿或者低电平触发，对应位置 0，表示中断由上升沿或高电平触发。

        

GPIO中断状态寄存器

        用户可以通过 GPIO 控制器的 IF 寄存器来查询中断的状态，对应标志位置 1，表示对应 IO 有中断待处理；写1清零。

        3.注册中断函数

        SDK_DECLARE_EXT_ISR_M宏注册isr_gpio函数为IRQn_GPIO0_Z的中断函数。 

​​​​​​​       

  1.  
  2. /**
  3.  * @brief   Clear specific pin interrupt flag
  4.  *
  5.  * @param ptr GPIO base address
  6.  * @param port Port index
  7.  * @param pin Pin index
  8.  */
  9. static inline void gpio_clear_pin_interrupt_flag(GPIO_Type *ptr, uint32_t port, uint8_t pin)
  10. {
  11.     ptr->IF[port].VALUE = 1 << pin;
  12. }
  13.  
  14. /**
  15.  * @brief   Check specific pin interrupt status
  16.  *
  17.  * @param ptr GPIO base address
  18.  * @param port Port index
  19.  * @param pin Pin index
  20.  *
  21.  * @return true if interrupt flag is set
  22.  */
  23. static inline bool gpio_check_pin_interrupt_flag(GPIO_Type *ptr, uint32_t port, uint8_t pin)
  24. {
  25.     return ptr->IF[port].VALUE & (1 << pin);
  26. }
  27.  
  28. void isr_gpio(void)
  29. {
  30.     gpio_clear_pin_interrupt_flag(BOARD_APP_GPIO_CTRL, BOARD_APP_GPIO_INDEX,
  31.                         BOARD_APP_GPIO_PIN);
  32. #ifdef BOARD_LED_GPIO_CTRL
  33.     gpio_toggle_pin(BOARD_LED_GPIO_CTRL, BOARD_LED_GPIO_INDEX,
  34.                           BOARD_LED_GPIO_PIN);
  35.     printf("toggle led pin output\n");
  36. #else
  37. #if defined(GPIO_SOC_HAS_EDGE_BOTH_INTERRUPT) && (GPIO_SOC_HAS_EDGE_BOTH_INTERRUPT == 1)
  38.     if (gpio_read_pin(BOARD_APP_GPIO_CTRL, BOARD_APP_GPIO_INDEX, BOARD_APP_GPIO_PIN) == false) {
  39.         printf("user key pressed\n");
  40.     } else {
  41.         printf("user key released\n");
  42.     }
  43. #else
  44.     printf("user key pressed\n");
  45. #endif
  46. #endif
  47.  
  48. }
  49. SDK_DECLARE_EXT_ISR_M(BOARD_APP_GPIO_IRQ, isr_gpio)

        在isr_gpio中断函数中清除HPM_GPIO0.PZ.02中断标志位。正确的做法我们应该检查HPM_GPIO0.PZ.02的值，然后再清除（因为我们可以注册PZ上多个IO引脚的中断）。

  1. if (gpio_check_pin_interrupt_flag(BOARD_APP_GPIO_CTRL, BOARD_APP_GPIO_INDEX,
  2.                                       BOARD_APP_GPIO_PIN)) {
  3.         gpio_clear_pin_interrupt_flag(BOARD_APP_GPIO_CTRL, BOARD_APP_GPIO_INDEX,
  4.                                       BOARD_APP_GPIO_PIN);
  5. }

        SDK_DECLARE_EXT_ISR_M宏用于注册中断函数，这个后面我们讲解中断系统时再讲。

  1. #define SDK_DECLARE_EXT_ISR_M(irq_num,isr) void isr(void) __attribute__((section(".isr_vector")));HPM_EXTERN_C void ISR_NAME_M(irq_num)(void) __attribute__((section(".isr_vector")));void ISR_NAME_M(irq_num)(void) { SAVE_CALLER_CONTEXT(); ENTER_NESTED_IRQ_HANDLING_M(); __asm volatile("la t1, %0\n\t" : : "i" (isr) : ); __asm volatile("jalr t1\n"); COMPLETE_IRQ_HANDLING_M(irq_num); EXIT_NESTED_IRQ_HANDLING_M(); RESTORE_CALLER_CONTEXT(); __asm volatile("fence io, io"); __asm volatile("mret\n");}
  2. 扩展到:
  3.  
  4. void isr_gpio(void) __attribute__((section(".isr_vector"))); void default_isr_9(void) __attribute__((section(".isr_vector")));void default_isr_9(void) { { __asm volatile("addi sp, sp, %0" : : "i"(-(4 * (16 + 4))) :); __asm volatile("\n            c.swsp ra,  0*4(sp) \n            c.swsp t0,  1*4(sp) \n            c.swsp t1,  2*4(sp) \n            c.swsp t2,  3*4(sp) \n            c.swsp s0,  4*4(sp) \n            c.swsp s1,  5*4(sp) \n            c.swsp a0,  6*4(sp) \n            c.swsp a1,  7*4(sp) \n            c.swsp a2,  8*4(sp) \n            c.swsp a3,  9*4(sp) \n            c.swsp a4, 10*4(sp) \n            c.swsp a5, 11*4(sp) \n            c.swsp a6, 12*4(sp) \n            c.swsp a7, 13*4(sp) \n            c.swsp s2, 14*4(sp) \n            c.swsp s3, 15*4(sp) \n            c.swsp t3, 16*4(sp) \n            c.swsp t4, 17*4(sp) \n            c.swsp t5, 18*4(sp) \n            c.swsp t6, 19*4(sp)"); ; }; { __asm volatile("\n            csrr s2, mepc    \n            csrr s3, mstatus \n"); ; ; __asm volatile("csrsi mstatus, 8"); }; __asm volatile("la t1, %0\n\t" : : "i" (isr_gpio) : ); __asm volatile("jalr t1\n"); { __asm volatile("csrci mstatus, 8"); __asm volatile("lui a4, 0xe4200"); __asm volatile("li a3, %0" : : "i" (9) :); __asm volatile("sw a3, 4(a4)"); }; { __asm volatile("\n            csrw mstatus, s3 \n            csrw mepc, s2 \n"); ; ; }; { __asm volatile("\n            c.lwsp ra,  0*4(sp) \n            c.lwsp t0,  1*4(sp) \n            c.lwsp t1,  2*4(sp) \n            c.lwsp t2,  3*4(sp) \n            c.lwsp s0,  4*4(sp) \n            c.lwsp s1,  5*4(sp) \n            c.lwsp a0,  6*4(sp) \n            c.lwsp a1,  7*4(sp) \n            c.lwsp a2,  8*4(sp) \n            c.lwsp a3,  9*4(sp) \n            c.lwsp a4, 10*4(sp) \n            c.lwsp a5, 11*4(sp) \n            c.lwsp a6, 12*4(sp) \n            c.lwsp a7, 13*4(sp) \n            c.lwsp s2, 14*4(sp) \n            c.lwsp s3, 15*4(sp) \n            c.lwsp t3, 16*4(sp) \n            c.lwsp t4, 17*4(sp) \n            c.lwsp t5, 18*4(sp) \n            c.lwsp t6, 19*4(sp) \n"); ; __asm volatile("addi sp, sp, %0" : : "i"((4 * (16 + 4))) :);}; __asm volatile("fence io, io"); __asm volatile("mret\n");}
       

三、实战

        首先拷贝gpio工程

  1. cp -r $HPM_SDK_BASE/samples/drivers/gpio ~/workspace/work/hpm
  2. cd ~/workspace/work/hpm/gpio
  3. cp -r ~/workspace/work/hpm/hello_world/.vscode ~/workspace/work/hpm/gpio/
  4. code .

         

        选择flash_xip编译并进入调试窗口，然后我们按一下开发板上的PBUTN按键，就会触发中断，我们在中断中添加断点。

        通过查看IF[GPIOZ]我们发现其值为0x4，也就是bit2为1，说明中断触发了。

        然后我们继续执行发现IF[GPIOZ]变成了0x0，因为中断处理函数中我们需要清除中断标志。

        另外串口打印中也有中断触发的打印信息。

        至此本篇的内容就结束了，主要讲解了IO映射、IO中断的类型、中断注册以及中断使能。

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