第6章 NVIC-外部中断

第六章 NVIC-外部中断

1. 硬件设计

外部中断是硬件中断的一种，它由微控制器外部的事件引发。微控制器的某些引脚被设计为对特定事件的发生做出响应，例如按钮的按压、传感器的信号改变等。这些指定的引脚通常被称为“外部中断引脚”。

MSPM0系列把CPU中断，DMA触发，以及外设触发外设，都统称为事件（Event），触发源称为事件发布者（Event Publisher），相应中断的外设被称为事件订阅者（Event Subscriber）。

下图为MSPM0系列的事件安排表。其中绿色表示事件发布者（发送），将外设上发生的事件告诉总线；红色为事件订阅者（接收），接收总线上的事件情况。

本章与key硬件设计相同，只是在软件上有区别，上一章我们使用的读取GPIO状态，这次我们使用外部中断配置

我们配置好了引脚的中断之后，还要手动编写外部中断的中断服务函数，因为我们开启的引脚下降沿中断，当我们的按键从按下到松开的时候产生的下降沿，就会触发一次中断，触发中断就会执行中断服务函数。各个中断的中断服务函数名称已经被写死，不可修改，否则无法正常进入中断服务函数。关于中断服务函数的名称是什么,看下表：

中断函数名	中断说明
Reset_Handler	复位中断函数
NMI_Handler	不可屏蔽中断函数
HardFault_Handler	硬件故障中断函数
SVC_Handler	特权中断函数
PendSV_Handler	一种可挂起的、最低优先级的中断函数
SysTick_Handler	滴答定时器中断函数
GROUP0_IRQHandler	GROUP0的中断函数
GROUP1_IRQHandler	GROUP1中断函数
TIMG8_IRQHandler	TIMG8的中断函数
UART3_IRQHandler	UART3的中断函数
ADC0_IRQHandler	ADC0的中断函数
ADC1_IRQHandler	ADC1的中断函数
CANFD0_IRQHandler	CANFD0的中断函数
DAC0_IRQHandler	DAC0的中断函数
SPI0_IRQHandler	SPI0的中断函数
SPI1_IRQHandler	SPI1的中断函数
UART1_IRQHandler	UART1的中断函数
UART2_IRQHandler	UART2的中断函数
UART0_IRQHandler	UART0的中断函数
TIMG0_IRQHandler	TIMG0 的中断函数
TIMG6_IRQHandler	TIMG6的中断函数
TIMA0_IRQHandler	TIMA0的中断函数
TIMA1_IRQHandler	TIMA1的中断函数
TIMG7_IRQHandler	TIMG7的中断函数
TIMG12_IRQHandler	TIMG12的中断函数
I2C0_IRQHandler	I2C0的中断函数
I2C1_IRQHandler	I2C1的中断函数
AES_IRQHandler	硬件加速器的中断函数
RTC_IRQHandler	RTC实时时钟的中断函数
DMA_IRQHandler	DMA的中断函数

2. 软件设计

2.1 编程大纲

1. 中断配置宏定义

2. 中断配置

3. 中断服务函数

4. 主函数测试

2.2 代码分析

2.2.1 中断配置宏定义

#ifndef __KEY_H
#define __KEY_H

#include "ti_msp_dl_config.h"

#define KEY_PORT GPIOA
#define KEY_PIN DL_GPIO_PIN_18
#define KEY_IOMUX IOMUX_PINCM40

/* 中断相关配置 */
#define KEY_IRQN (GPIOA_INT_IRQn) // 选择中断源
#define KEY_INT_IIDX (DL_INTERRUPT_GROUP1_IIDX_GPIOA) // 选择中断组
#define KEY_IIDX (DL_GPIO_IIDX_DIO18) // 选择中断引脚

void KEY_Init(void);

#endif 

2.2.2 中断配置

#include "Key.h"

void KEY_Init(void)
{
    uint32_t pincmIndex = KEY_IOMUX; // 目标引脚
    DL_GPIO_INVERSION inversion = DL_GPIO_INVERSION_DISABLE; // 设置为不反转输入
    DL_GPIO_RESISTOR internalResistor = DL_GPIO_RESISTOR_PULL_DOWN; // 设置为下拉电阻
    DL_GPIO_HYSTERESIS hysteresis = DL_GPIO_HYSTERESIS_DISABLE; // 禁用滞后
    DL_GPIO_WAKEUP wakeup = DL_GPIO_WAKEUP_DISABLE; // 禁用唤醒功能
    DL_GPIO_initDigitalInputFeatures(pincmIndex, inversion, internalResistor, hysteresis, wakeup); // 初始化IO功能

    /* 中断相关配置 */
    DL_GPIO_setUpperPinsPolarity(KEY_PORT, DL_GPIO_PIN_18_EDGE_RISE_FALL); // 设置中断引脚的上升沿和下降沿触发中断
    DL_GPIO_clearInterruptStatus(KEY_PORT, KEY_PIN); // 清除中断标志位
    NVIC_SetPriority(KEY_IRQN, 2); // 设置中断优先级
    DL_GPIO_enableInterrupt(KEY_PORT, KEY_PIN); // 使能中断
}

2.2.3 中断服务函数

// Group1的中断服务函数
void GROUP1_IRQHandler(void)
{ 
	// 读取KEY_IRQN中断的状态
	switch(DL_Interrupt_getPendingGroup(DL_INTERRUPT_GROUP_1))
	{
		case KEY_INT_IIDX:
			if(DL_GPIO_readPins(KEY_PORT, KEY_PIN) > 0)
			{
				DL_GPIO_togglePins(LED_PORT, LED_PIN);
			}
		break;
	}
}

2.2.4 主函数测试

int main(void)
{
	SYSCFG_DL_init();
	LED_Init();
	KEY_Init();
	NVIC_EnableIRQ(KEY_IRQN); // 使能KEY_IRQN中断
	while(1)
	{
	}
}

3. 小结

3.1 中断处理流程

• 中断使能：每个中断源都可以通过设置相应的使能位来启用或禁用。
• 中断触发：每个中断源都具有触发条件（如边沿触发或电平触发）。
• 中断响应：当中断触发时，处理器会中断当前任务，保存当前上下文并跳转到中断服务程序（ISR）。
• 中断嵌套：MSPM0G3507 支持嵌套中断，这意味着高优先级的中断可以打断低优先级的中断。

3.2 中断配置

• NVIC 配置：通过 NVIC 寄存器配置中断源、优先级和使能。
• 外设中断配置：外部设备（如 GPIO、定时器、串口等）通过外设控制寄存器配置其中断使能、触发模式等。
• 中断向量表：每个中断源在中断向量表中都有一个对应的地址，程序通过该地址跳转到相应的中断服务例程。

#include "msp.h"

void GPIOA_Handler(void) {
    if (GPIOA->RIS & 0x01) {  // 检查 PA0 中断标志
        GPIOA->ICR |= 0x01;  // 清除中断标志
        // 执行相关操作，如切换 LED 状态等
    }
}

void TIMER0A_Handler(void) {
    if (TIMER0->RIS & 0x01) {  // 检查定时器中断标志
        TIMER0->ICR |= 0x01;  // 清除中断标志
        // 执行定时任务，如切换 LED 状态等
    }
}

int main(void) {
    // 配置 GPIOA 引脚为输入并使能中断
    SYSCTL->RCGCGPIO |= SYSCTL_RCGCGPIO_R0;
    GPIOA->DIR &= ~0x01;
    GPIOA->IS &= ~0x01;
    GPIOA->IBE &= ~0x01;
    GPIOA->IEV |= 0x01;
    GPIOA->IM |= 0x01;
    NVIC_EnableIRQ(GPIOA_IRQn);
    NVIC_SetPriority(GPIOA_IRQn, 2);

    // 配置定时器0
    SYSCTL->RCGCTIMER |= SYSCTL_RCGCTIMER_R0;
    TIMER0->CTL = 0;
    TIMER0->CFG = 0x04;
    TIMER0->TAMR = 0x02;
    TIMER0->TAILR = 50000000 - 1;
    TIMER0->IMR = 0x01;
    NVIC_EnableIRQ(TIMER0A_IRQn);
    NVIC_SetPriority(TIMER0A_IRQn, 1);

    // 启动定时器
    TIMER0->CTL |= 0x01;

    while (1) {
        // 主循环，等待中断
    }
}