第九周CC2530中斷控制器原理(大課)教材課件

1、單片機(jī)原理與應(yīng)用教學(xué)回顧高速時(shí)鐘的設(shè)置：如設(shè)置成32M時(shí)鐘步驟：1.選擇外部32MHz晶振作為主時(shí)鐘源；2.等待32MHz晶振穩(wěn)定 3.當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)鐘不分頻如設(shè)置成8M時(shí)鐘步驟：將上述第3步中修改成：當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)鐘4分頻串口控制器初始化編程：1.設(shè)置為32M時(shí)鐘；2.選擇串口外設(shè)備用位置（位置1或者位置2）；3.初始化I/O口為外部設(shè)備；4.設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)；5.選擇同步異步通信方式：UART方式6.設(shè)置波特率（查表）串口發(fā)送：查詢狀態(tài)位；或者通過中斷標(biāo)志位串口接收：查詢狀態(tài)位；或者通過中斷標(biāo)志位本周教學(xué)主要內(nèi)容中斷概述CC2530中斷原理（難點(diǎn)）CC2530中斷編程（重點(diǎn)）教學(xué)目標(biāo)理解中斷的概念、

2、一般處理步驟；掌握CC2530中斷原理;掌握CC2530中斷編程步驟。一、中斷概述CPU與外部設(shè)備之間數(shù)據(jù)傳送方式主要有以下幾種：（1）無條件傳送（適用設(shè)備類型有限）：適用于總是準(zhǔn)備好的外設(shè),如我們已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)使用了無條件傳送方式點(diǎn)亮發(fā)光二極管；（2）查詢方式（浪費(fèi)cpu資源）：傳送數(shù)據(jù)之前需要先查詢?cè)O(shè)備的狀態(tài)，狀態(tài)滿足要求則傳送，否則等待，如我們用查詢方式使用串口；（3）中斷方式：當(dāng)外設(shè)滿足傳送數(shù)據(jù)狀態(tài)時(shí)（如串口控制器的發(fā)送緩沖區(qū)空或接收緩沖區(qū)慢）會(huì)向cpu發(fā)出請(qǐng)求信號(hào)，強(qiáng)迫cpu暫?！笆诸^的工作”，轉(zhuǎn)去處理該外設(shè)，完畢后再繼續(xù)原來的“工作”；（4）直接存儲(chǔ)器（DMA）存?。ㄓ信d趣的可以自己

3、可查閱相關(guān)資料）已經(jīng)實(shí)現(xiàn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)CPU在硬件上對(duì)中斷的支持：（1）具有中斷請(qǐng)求輸入信號(hào)管腳；（2）每執(zhí)行完一條指令都會(huì)檢測(cè)是否有中斷請(qǐng)求信號(hào)；一、中斷概述主程序斷點(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行主程序響應(yīng)中斷請(qǐng)求返回主程序中斷服務(wù)程序（1）中斷服務(wù)程序：CPU響應(yīng)中斷后，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的處理程序，該處理程序通常稱之為中斷服務(wù)程序。（2）主程序：原來正常運(yùn)行的程序稱為主程序。（3）斷點(diǎn)：主程序被斷開的位置（或地址）稱為斷點(diǎn)。（4）中斷源：引起中斷的原因，或能發(fā)出中斷申請(qǐng)的來源，稱為中斷源。（5）中斷請(qǐng)求：中斷源要求服務(wù)的請(qǐng)求稱為中斷請(qǐng)求（或中斷申請(qǐng)）。 一、中斷概述中斷響應(yīng)的一般過程（1）中斷請(qǐng)求 當(dāng)外部設(shè)備就緒時(shí)會(huì)產(chǎn)

4、生一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)加到CPU的中斷請(qǐng)求輸入端，即對(duì)CPU提出中斷請(qǐng)求。對(duì)于中斷請(qǐng)求信號(hào)，需注意兩個(gè)問題：有效的中斷請(qǐng)求電平保持到被cpu發(fā)現(xiàn)；當(dāng)cpu響應(yīng)請(qǐng)求后應(yīng)當(dāng)有效的請(qǐng)求電平去掉；在使用中斷控制器時(shí)（大多數(shù)如此），cpu的中斷響應(yīng)信號(hào)就能做到這一點(diǎn)，若自己構(gòu)成中斷請(qǐng)求硬件時(shí)，需要注意以上兩個(gè)問題；（2）中斷響應(yīng)CPU在每條指令執(zhí)行的最后一個(gè)時(shí)鐘周期監(jiān)測(cè)中斷請(qǐng)求輸入管腳有無請(qǐng)求發(fā)生， 而后決定是否對(duì)它做出響應(yīng)。（3）斷點(diǎn)保護(hù)為了中斷處理完畢后為了能接著處理被中斷的事情，CPU硬件需要對(duì)硬件現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行保護(hù)。一、中斷概述（4）中斷源識(shí)別 當(dāng)有多個(gè)中斷源時(shí)，一旦中斷請(qǐng)求發(fā)生，cpu須判斷是哪一個(gè)中斷

5、源提出請(qǐng)求。一般有兩種確定中斷源的方法：a:軟件查詢；b:中斷向量法；（大多數(shù)如此） 利用不同的中斷向量，從而確定是來自不同的中斷源。（5）中斷服務(wù) 程序員所編寫的中斷處理程序統(tǒng)稱中斷服務(wù)程序，這也是中斷處理需要程序員所做的主要工作；（6）斷點(diǎn)恢復(fù)（7）中斷返回二、CC2530的中斷原理中斷由中斷源引起，中斷源由相應(yīng)的寄存器來控制。當(dāng)需要使用中斷時(shí)，需配置相應(yīng)的中斷寄存器來開啟中斷，當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)將跳入中斷服務(wù)函數(shù)中執(zhí)行此中斷所需要處理的事件 。中斷源與中斷向量 CC2530片內(nèi)具有一個(gè)中斷控制器，能夠同時(shí)對(duì)18路中斷源進(jìn)行管理，每個(gè)中斷源都可以產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，中斷請(qǐng)求可以通過設(shè)置中斷使能SFR寄

6、存器的中斷使能位IEN0、IEN1或IEN2使能或禁止中斷。中斷號(hào)碼描述中斷名稱中斷向量中斷屏蔽中斷標(biāo)志0RF TX RFIO下溢或RX FIFO溢出RFERR03HIEN0.RFERRIETCON.RFERRIF（1）1ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束ADC0BHIEN0.ADCIETCON.ADCIF（1）2USART0 RX完成URX013HIEN0.URX0IETCON.URX0IF（1）3USART1 RX完成URX11BHIEN0.URX1IETCON.URX1IF（1）4AES加密/解密完成ENC23HIEN0.ENCIES0CON.ENCIF5睡眠計(jì)時(shí)器比較ST2BHIEN0.STIEIRCON

7、.STIF6端口2輸入/USBP2INT33HIEN2.P2IEIRCON2.P2IF（2）7USART0 TX完成UTX03BHIEN2.UTX0IEIRCON2.UTX0IF8DMA傳送完成DMA43HIEN1.DMAIEIRCON.DMAIF9定時(shí)器1（16位）捕獲/比較/溢出T14BHIEN1.T1IEIRCON.T1IF（1）（2）10定時(shí)器2T253HIEN1.T2IEIRCON.T2IF（1）（2）11定時(shí)器3（8位）捕獲/比較/溢出T35BHIEN1.T3IEIRCON.T3IF（1）（2）12定時(shí)器4（8位）捕獲/比較/溢出T463HIEN1.T4IEIRCON.T4IF（1

8、）（2）13端口0輸入P0INT6BHIEN1.P0IEIRCON.P0IF（2）14USART 1 TX完成UTX173HIEN2.UTXIEIRCON2.UTX1IF15端口1輸入P1INT7BHIEN2.P1IEIRCON2.P1IF（2）16RF通用中斷RF83HIEN2.RFIES1CON.RFIF（2）17看門狗定時(shí)器溢出WDT8BHIEN2.WDTIEIRCON.WDTIF（1）當(dāng)調(diào)用中斷處理程序時(shí)會(huì)由硬件清除中斷；（2）表示還存在子級(jí)中斷二、CC2530的中斷原理我們已經(jīng)大致指導(dǎo)如何編寫中斷處理程序了，但要保證讓中斷處理程序真正得到調(diào)用前，我們還得對(duì)中斷控制器進(jìn)行初始化，如何初

9、始化？還得理解中斷信號(hào)從源頭如何一步步傳到CPU的。18路中斷總開關(guān) 優(yōu)先級(jí)排隊(duì)，得到第一名的將會(huì)得到響應(yīng)，多個(gè)第一名則按順序輪詢 18路中斷分開關(guān)帶陰影的標(biāo)志位會(huì)有硬件清除我們可以這樣認(rèn)為，當(dāng)發(fā)生了某個(gè)中斷：PC(指令計(jì)數(shù)器)對(duì)應(yīng)的斷向量，也就是說，cpu將會(huì)執(zhí)行對(duì)應(yīng)的中斷向量處的指令。- 12 - 三、中斷的使用1.中斷源與中斷向量 當(dāng)相應(yīng)的中斷源使能并發(fā)生時(shí)，中斷標(biāo)志位將自動(dòng)置1，然后程序跳往中斷服務(wù)程序的入口地址執(zhí)行中斷服務(wù)程序。待中斷服務(wù)程序處理完畢后，由硬件清除中斷標(biāo)志位 中斷服務(wù)程序的入口地址即中斷向量，CC2530的18個(gè)中斷源對(duì)應(yīng)了18個(gè)中斷向量，中斷向量定義在頭文件“ioC

10、C2530.h”中 - 13 -三、中斷的使用2.中斷優(yōu)先級(jí) 中斷優(yōu)先級(jí)將決定中斷響應(yīng)的先后順序，在CC2530中分為六個(gè)中斷優(yōu)先組，即IPG0IPG5，每一組中斷優(yōu)先組中有三個(gè)中斷源 組中斷IPG0RFERRRFDMAIPG1ADCT1P2INTIPG2URX0T2UTX0IPG3URX1T3UTX1IPG4ENCT4P1INTIPG5STP0INTWDT2.中斷優(yōu)先級(jí) 中斷優(yōu)先組的優(yōu)先級(jí)設(shè)定由寄存器IP0和IP1來設(shè)置。CC2530的優(yōu)先級(jí)有4級(jí)，即03級(jí)，其中0級(jí)的優(yōu)先級(jí)最低，3級(jí)的優(yōu)先級(jí)最高。 IP1_XIP0_X優(yōu)先級(jí)000 （優(yōu)先級(jí)別最低）011102113（優(yōu)先級(jí)別最高）其中X為

11、六個(gè)中斷優(yōu)先組IPG0IPG5中的任何一個(gè) 。 設(shè)置IPG0優(yōu)先級(jí)最高IP1_IPG0 = 1;IP0_IPG0 = 1;三、中斷的使用- 15 -2.中斷優(yōu)先級(jí) 如果同時(shí)收到相同優(yōu)先級(jí)或同一優(yōu)先級(jí)組中的中斷請(qǐng)求時(shí)，將采用輪流檢測(cè)順序來判斷中斷優(yōu)先級(jí)別的響應(yīng) 三、中斷的使用2.中斷優(yōu)先級(jí) 中斷向量編號(hào)中斷名稱優(yōu)先級(jí)排序0RFERR輪流探測(cè)順序?yàn)樽陨舷蛳聝?yōu)先級(jí)依次降低16RF8DMA1ADC9T12URX010T23URX111T34ENC12T45ST13P0INT6P2INT7UTX014UTX115P1INT17WDT例如：在中斷優(yōu)先級(jí)組IPG0中的中斷RFERR、RF和DMA的中斷優(yōu)先級(jí)

12、是相同的，如果同時(shí)使用這三個(gè)中斷，就需要使用輪流探測(cè)順序來判斷哪一優(yōu)先級(jí)最高。由輪流探測(cè)順序表查得RFERR中斷優(yōu)先級(jí)最高，RF中斷次之，DMA中斷與其他兩個(gè)中斷相比中斷優(yōu)先級(jí)最低 3.中斷處理過程 中斷發(fā)生時(shí)，CC2530硬件自動(dòng)完成以下處理： 中斷申請(qǐng)：中斷源向CPU發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)（中斷申請(qǐng)一般需要在程序初始化中配置相應(yīng)的中斷寄存器開啟中斷） 中斷響應(yīng)：CPU檢測(cè)中斷申請(qǐng)，把主程序中斷的地址保存到堆棧，轉(zhuǎn)入中斷向量入口地址 中斷處理：按照中斷向量中設(shè)定好的地址，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序 中斷返回：中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后，CPU執(zhí)行中斷返回指令，把堆棧中保存的數(shù)據(jù)從堆棧彈出，返回原來程序 4

13、.中斷編程 中斷編程的一般過程如下 ：中斷設(shè)置：根據(jù)外設(shè)的不同，具體的設(shè)置是不同的，一般至少包含啟用中斷 中斷函數(shù)編寫；這是中斷編程的主要工作，需要注意的是，中斷函數(shù)盡可能的減少耗時(shí)或不進(jìn)行耗時(shí)操作 以CC2530的外部中斷為例： P0IFG = 0 x00;/P0中斷標(biāo)志清0 P0INP &= 0X30; /P0.4有上拉、下拉能力 P0IEN |= 0 x30; /P0.4和P0.5中斷使能 PICTL|= 0X01; /P0.4和P0.5，下降沿觸發(fā) EA = 1; /開中斷 IEN1 |= 0X20; /端口0中斷使能- 19 -4.中斷編程 中斷編程的一般過程如下 ：CC2530所使

14、用的編譯器為IAR，在IAR編譯器中用關(guān)鍵字_interrupt來定義一個(gè)中斷函數(shù)。使用#progma vector來提供中斷函數(shù)的入口地址，并且中斷函數(shù)沒有返回值，沒有函數(shù)參數(shù) #pragma vector = P0INT_VECTOR_interrupt void P0_ISR ( void) /中斷程序代碼4.中斷編程 在中斷函數(shù)編寫中，當(dāng)程序進(jìn)入中斷服務(wù)程序之后，需要執(zhí)行以下幾個(gè)步驟 ：將對(duì)應(yīng)的中斷關(guān)掉（不是必須的，需要根據(jù)具體情況來處理）；如果需要判斷具體的中斷源，則根據(jù)中斷標(biāo)志位進(jìn)行判斷（例如所有I/O中斷共用1個(gè)中斷向量，需要通過中斷標(biāo)志區(qū)分是哪個(gè)引腳引起的中斷）清中斷標(biāo)志（不是

15、必須的，CC2530中中斷發(fā)生后由硬件自動(dòng)清中斷標(biāo)志位）處理中斷事件，此過程要盡可能的少耗時(shí)最后如果在第一步中關(guān)閉了相應(yīng)的中斷源，需要在退出中斷服務(wù)程序之前打開對(duì)應(yīng)的中斷#pragma vector = P0INT_VECTOR/中斷函數(shù)入口地址 _interrupt void P0_ISR(void)/定義一個(gè)中斷函數(shù) P0IEN &= 0 x30;/關(guān)端口P0.4、P0.5中斷 if（P0IFG0）/判斷中斷發(fā)生 P0IFG = 0;/清中斷標(biāo)志 /*中斷事件的處理*/ . . . . . . . . . P0IEN |= 0 x30; /開中斷 在設(shè)置I/O口的中斷時(shí)必須要將其設(shè)置為輸入

16、狀態(tài)，通過外部信號(hào)的上升或下降沿觸發(fā)中斷。通用I/O的所有的外部中斷共用一個(gè)中斷向量，根據(jù)中斷標(biāo)志位來判斷是哪個(gè)引腳發(fā)生中斷 通用I/O中斷寄存器有三類：中斷使能寄存器、中斷狀態(tài)標(biāo)志寄存器和中斷控制寄存器 中斷使能寄存器包括IENx和PxIEN（其中x代表0、1、2），其功能是使I/O口進(jìn)行中斷使能：中斷狀態(tài)標(biāo)志寄存器包括PxIFG，其功能是當(dāng)發(fā)生中斷時(shí)，I/O口所對(duì)應(yīng)的中斷狀態(tài)標(biāo)志將自動(dòng)置1。中斷控制寄存器為PICTL，其功能是控制I/O口的中斷觸發(fā)方式。四、IO中斷1.中斷使能寄存器IENx（其中x為0，1，2） IENx寄存器包括三個(gè)八位寄存器：IEN0、IEN1和IEN2。位名稱復(fù)位R

17、/W描述7EA0R/W禁止所有中斷 0：無中斷被確認(rèn)1：通過設(shè)置對(duì)應(yīng)的使能位將每個(gè)中斷源分別使能和禁止6-0R0保留5STIE0R/W睡眠定時(shí)器中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能4ENCIE0R/WAES加密/解密中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能3URX1IE0R/WUSART1 RX中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能2URX0IE0R/WUSART0 RX中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能1ADCIE0R/WADC中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能0RFERRIE0R/WRF TX/RX FIFO中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能IEN1寄存器的第5位控制P0口的中斷，當(dāng)設(shè)置IEN1.P0

18、IE時(shí)，將設(shè)置P0端口所有引腳的中斷使能，即P0.0P0.7引腳全部中斷使能位名稱復(fù)位R/W描述7：6-00R0保留5P0IE0R/W端口0中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能4T4IE0R/W定時(shí)器4中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能3T3IE0R/W定時(shí)器3中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能2T2IE0R/W定時(shí)器2中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能1T1IE0R/W定時(shí)器1中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能0DMAIE0R/WDMA中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能/端口0中斷使能IEN1 |= 0 x20;IEN2寄存器的第4位和第1位分別控制P1端口和P2端口的中斷，當(dāng)設(shè)置IEN2.P

19、1IE和IEN2.P2IE時(shí)，將設(shè)置P1端口和P2端口所有引腳的中斷使能，即P1.0P1.7引腳和P2.0P2.4引腳全部中斷使能 位名稱復(fù)位R/W描述7：6-00R0保留5WDTIE0R/W看門狗定時(shí)器中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能4P1IE0R/W端口1中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能3UTX1IE0R/WUSART1 TX中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能2UTX0IE0R/WUSART2 TX中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能1P2IE0R/W端口2中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能0RFIE0R/WRF一般中斷使能0：中斷禁止 1：中斷使能/端口1中斷使能IEN2 |= 0 x

20、10;/端口0中斷使能IEN2 |= 0 x02;4.4.2 通用I/O中斷中斷使能寄存器PxIEN（其中x為0，1，2）PxIEN寄存器是設(shè)置端口的某一個(gè)引腳中斷使能 以P0IEN為例講解:位名稱復(fù)位R/W描述7：0P0IEN7:00 x00R/W端口0 P0.7P0.0中斷使能0：中斷禁止1：中斷使能/P0.4、P0.5中斷使能P0IEN |= 0 x30;4.4.2 通用I/O中斷中斷狀態(tài)標(biāo)志寄存器PxIFG （其中x為0，1，2）PxIFG寄存器是中斷狀態(tài)標(biāo)志寄存器，由于CC2530的外部中斷共用一個(gè)中斷向量，因此需要判斷是哪個(gè)引腳發(fā)生中斷，通過判斷PxIFG寄存中的中斷狀態(tài)標(biāo)志位可以

21、判斷哪個(gè)引腳發(fā)生中斷。PxIFG寄存器有三個(gè)，分別是P0IFG、P1IFG和P2IFG以P0IFG為例講解:/判斷端口0是否有中斷標(biāo)志發(fā)生if（P0IFG0） .位名稱復(fù)位R/W描述7：0P0IF7:00 x00R/W端口0 P0.7P0.0中斷狀態(tài)標(biāo)志0：未發(fā)生中斷 1：發(fā)生中斷4.4.2 通用I/O中斷中斷狀態(tài)標(biāo)志寄存器IRCONP0IF=1;/標(biāo)志位為1，端口P0有中斷，具體是P0的哪個(gè)引腳引起的還需要通過P0IFG來判斷4.4.2 通用I/O中斷中斷狀態(tài)標(biāo)志寄存器IRCON2P1IF=1;/標(biāo)志位為1，端口P1有中斷，具體是P1的哪個(gè)引腳引起的還需要通過P1IFG來判斷P2IF=1;/

22、標(biāo)志位為1，端口P2有中斷，具體是P2的哪個(gè)引腳引起的還需要通過P2IFG來判斷4.4.2 通用I/O中斷中斷控制寄存器PICTL （其中x為0，1，2）設(shè)置中斷觸發(fā)方式：分為輸入的上升沿觸發(fā)和輸入的下降沿觸發(fā)。位名稱復(fù)位R/W描述7PADSC00R0控制I/O引腳在輸出模式下的驅(qū)動(dòng)能力，選擇輸出驅(qū)動(dòng)能力來補(bǔ)償引腳DVDD的低I/O電壓（為了確保在較低的電壓下的驅(qū)動(dòng)能力和較高電壓下的驅(qū)動(dòng)能力相同）。0：最小驅(qū)動(dòng)能力增強(qiáng)，DVDD1/2等于或大于2.6V1：最大驅(qū)動(dòng)能力增強(qiáng)，DVDD1/2小于2.6V6：4-000R0保留3P2ICON0R/W端口2的P2.4P2.0輸入模式下的中斷配置，該位為

23、所有端口2的輸入P2.4P2.0選擇中斷請(qǐng)求條件0：輸入的上升沿引起中斷 1：輸入的下降沿引起中斷2P1ICONH0R/W端口1的P1.7P1.4輸入模式下的中斷配置，該位為所有端口1的輸入P1.7P1.4選擇中斷請(qǐng)求條件0：輸入的上升沿引起中斷1：輸入的下降沿引起中斷1P1ICONL0R/W端口1的P1.4P1.0輸入模式下的中斷配置，該位為所有端口1的輸入P1.4P1.0選擇中斷請(qǐng)求條件0：輸入的上升沿引起中斷1：輸入的下降沿引起中斷0P0ICON0R/W端口0的P0.7P0.0輸入模式下的中斷配置，該位為所有端口0的輸入P0.7P0.0選擇中斷請(qǐng)求條件0：輸入的上升沿引起中斷1：輸入的下降沿引起中斷/P0.4和P0.5為下降沿觸發(fā)中斷PICTL |= 0 x01;- 30 -4.4.2 通用I/O中斷中斷配置為了使能任一中斷，應(yīng)該采取以下步驟：設(shè)置需要發(fā)生中斷的I/O口為輸入方式。清除中斷標(biāo)志，即將需要設(shè)置中斷的引腳所對(duì)應(yīng)的寄存器PxIFG狀態(tài)標(biāo)志位置0。設(shè)置具體的I/O引腳中斷使能，即設(shè)置中斷的引腳所對(duì)應(yīng)的寄存器PxIEN的中斷使能位為1。設(shè)置I/O口的中斷觸發(fā)方式。設(shè)置寄存器IEN1和IEN2中對(duì)應(yīng)引腳的端口的中斷使能位為1。設(shè)置