电子产品世界

　　让一个LED灯闪烁不过瘾，我们应该让这块开发板完成一点更高难度的任务：比如让两个LED灯闪烁。

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　　当然了，以我们的现在使用的空循环技术，还是可以实现这点的。但是这样显得略为低端。所以我们使用一个高端点的技术：中断。还有就是会介绍一下在CMSIS里怎么使用中断。

　　一、电路

　　  

 

　　二、实现思路

　　第一个LED的闪烁还是用之前使用的空循环吧，别把世界弄得太复杂了。

　　第二个LED的闪烁就稍微自动化一点了：使用一个定时器，让它在到了需要切换引脚电平的时候通知我们一下。这样做的好处就是我们只需在定时器通知时关注第二个LED灯，而在其他的时候就可以忙别的事了。(比如让第一个LED闪烁。)

　　使用的中断源还是之前用到的RTT。RTT可以在计数器达到特定值时产生中断，这个特定的值(Alarm Value)可以通过访问RTT报警寄存器(RTT_AR)设定。然后在RTT的中断处理函数中切换LED引脚的电平，同时设定好下一次中断的条件就好了。

　　三、中断

　　在中断时，处理器会根据中断号在中断向量表查询中断服务函数(ISR)相关的信息。为此，我们需要知道RTT的中端号(3)，还有中断向量表的位置，然后修改中断向量表。系统控制块(SCB)中有个“向量表偏移寄存器”(SCB_VTOR)，在这个地址指向的区域里储存着一系列的向量，包括外部中断向量表。然后我们需要知道ISR相关信息在这个向量表的位置。接着修改中断向量表时需要知道它储存的只有ISR的地址，还是直接跳转至ISR的指令……(先别忙着动手)

　　四、main函数之前发生的事

　　实际上，入口点——即整个程序开始运行的入口，并不是main函数。这个入口是链接器指定的，默认情况下是_start函数。而在Atmel Studio生成的项目中，默认情况下链接器的参数有“--entry=Reset_Handler”的这么一项，意思就是指定程序入口为Reset_Handler。

　　这个函数的实现在以下文件中：

　　srcASFsamutilscmsissam4esourcetemplatesgccstartup_sam4e.c

　　这个是函数也是重置时的中断处理函数。在这个函数中，进行了一系列的初始化工作，其中包括中断向量表的配置。然后在初始化C库之后，就调用main函数了。最后在main函数返回后执行一个死循环。

　　五、定义中断处理函数

　　CMSIS已经为定义好了各种ISR的函数原型，同时做好了默认的函数实现。这些函数在以下文件中实现：

　　srcASFsamutilscmsissam4esourcetemplatesexceptions.c

　　不过默认的函数实现是“弱定义”为Dummy_Handler的别名，这个函数的实现只是一个简单的死循环。弱定义意味着我们可以很方便地在链接时覆盖默认的实现。方法就是重新定义一个具有相同签名的函数。因为默认情况下是“强定义”的，所以就会覆盖掉默认的实现。

　　六、准备工作

　　现在程序已经略为复杂了，需要做些准备工作。

　　宏定义：

/* LED 使用的GPIO引脚 */

　　#define LED0_GPIO PIO_PA0

　　#define LED1_GPIO PIO_PD20

　　/* LED 闪烁的周期 */

　　#define LED0_OFF_MS 500

　　#define LED0_ON_MS 1000

　　#define LED1_OFF_MS 500

　　#define LED1_ON_MS 200

　　辅助函数CalcRTTNeedInc。之前为了计算经过指定时间后RTT记数器增加的值，写了几行代码。因为有多个地方要用到这个计算，所以把它抽象出来了：

　　inline uint32_t CalcRTTNeedInc(unsigned int ms)

　　{

　　/* 计数器加一的频率 */

　　const uint32_t freq = CHIP_FREQ_SLCK_RC / PRESCALE;

　　/* 计算延迟后，计数器需要增加的值

　　* need_inc = ms /1000 / (1/freq) */

　　return (ms * freq / 1000);

　　}

　　六、RTT的中断处理

　　在理论上，本程序在RTT中断时切换第二个LED的引脚电平，并设置下一次中断的条件。

　　在文件sam4e16e.h中，已经定义好了RTT中断处理函数的原型了，只需实现即可。

　　需要注意的是，在中断处理函数中，需要通过读取一次RTT_SR以清除RTT的Alarm状态，否则该中断一直会被触发。

　　void RTT_Handler(void)

　　{

　　/* 通过读取状态寄存器清除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)

　　{

　　/* 现在引脚电平为低，LED是亮的 */

　　/* 灭灯 */

　　PIOD->PIO_SODR = LED1_GPIO;

　　/* 设置下次中断唤醒间隔的时间 */

　　int_gap_ms = LED1_OFF_MS;

　　}

　　else

　　{

　　/* 现在引脚电平为高，LED是灭的 */

　　/* 亮灯 */

　　PIOD->PIO_CODR = LED1_GPIO;

　　/* 设置下次中断唤醒间隔的时间 */

　　int_gap_ms = LED1_ON_MS;

　　}

　　/* 计算并设置下一次中断的条件 */

　　need_inc = CalcRTTNeedInc(int_gap_ms);

　　RTT->RTT_AR = RTT_AR_ALMV(begin_rttv + need_inc - 1);

　　return;

　　}

　　七、RTT初始化中断启用

　　如果需要启用中断，需要配置NVIC_ISERx寄存器，而且需要进行一定的计算。而CMSIS也做了相应的工作：

　 /* 启用中断 */

　　NVIC_ClearPendingIRQ(RTT_IRQn);

　　NVIC_EnableIRQ(RTT_IRQn);

　　对于RTT，配置时只需使能中断，同时设置第一次中断的条件即可。

　 /* 初始化 RTT */

　　RTT->RTT_MR = RTT_MR_RTPRES(PRESCALE)

　　| RTT_MR_RTTRST

　　| RTT_MR_ALMIEN

　　;

　　/* 计算第一次中断的时间

　　* 现在灯是亮的，第一次中断即在需要灯灭时

　　*/

　　RTT->RTT_AR = RTT_AR_ALMV(

　　ReadRTT_CRTV() + CalcRTTNeedInc(LED1_ON_MS) -1);

　　八、禁用看门狗

　　程序在运行若干秒之后，可能会看到一些不和谐的状况，比如某个LED灯不按照我们的设想快速闪动一两下。这是因为看门狗默认是开启的，而我们却从来没有“喂狗”，从而导致系统重置。现在我只需禁用看门狗即可：

　　WDT->WDT_MR = WDT_MR_WDDIS;

　　PS，完整程序代码：

　　这一部分完整代码放在下面，以后大概不会再在这个基础上修改了吧。

　　+ View Code

关键词： SAM4E LED