zynq开发系列4：MIO按键中断控制LED

与实验三类似 zynq开发系列3：GPIO连接MIO通过按键控制LED灯亮起，PS部分设置为与实验一helloword相同的最小系统，但按键控制LED的方式设置为中断，即通过按下按键为中断这一方式从GPIO引脚上读数据。原理可以看这两篇文章 zynq文档阅读之GPIO的中断和 zynq阅读文档之通过中断读GPIO输入的编程指导。可以直接把代码粘贴进SDK的main.c里，具体编写部分可以继续往下看。感谢正点原子B站发布的视频【第二期】手把手教你学ZYNQ之嵌入式开发篇。

#include "stdio.h"
#include "xparameters.h"
#include "xgpiops.h"
#include "sleep.h"
#include "xscugic.h"#define GPIO_DEVICE_ID XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID
#define INTC_DEVICE_ID XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID
// GPIO的中断号 52
#define GPIO_INTERRUPT_ID XPAR_XGPIOPS_0_INTR// 核心板上PS端LED
#define MIO0_LED 7
// PS端按键 KEY
#define MIO12_KEY 50XGpioPs_Config * ConfigPtr;
XScuGic_Config * IntcConfig;XGpioPs Gpio;
XScuGic Intc;void SetupInterruptSystem(XScuGic *GicInstancePtr, XGpioPs *Gpio, u16 GpioIntrId);
void IntrHandler();u32 key_press = 0;int main() {u32 led_value = 0;printf("GPIO INTERRUPT TEST.\n\r");// 根据器件的ID，查找器件的配置信息ConfigPtr= XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEVICE_ID);// 初始化GPIO驱动XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr, ConfigPtr->BaseAddr);// 把GPIO的方向设置为输出（0：输入 / 1：输出）XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, MIO0_LED, 1);// 把GPIO的方向设置为输入（0：输入 / 1：输出）XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, MIO12_KEY, 0);// 设置输出使能（0：关闭 / 1：打开）XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, MIO0_LED, 1);// 设置中断系统SetupInterruptSystem(&Intc, &Gpio, GPIO_INTERRUPT_ID);XGpioPs_WritePin(&Gpio, MIO0_LED, led_value);while(1){if(key_press) {led_value = ~led_value;key_press = 0;// 清除之前的中断状态 （写1时清除）XGpioPs_IntrClearPin(&Gpio, MIO12_KEY);// 将led_value的值写入LEDXGpioPs_WritePin(&Gpio, MIO0_LED, led_value);// 延时消抖usleep(200000);XGpioPs_IntrEnablePin(&Gpio, MIO12_KEY);}
//        else
//          printf("led_value = %0x.\n\r", led_value);}return 0;
}void SetupInterruptSystem(XScuGic *GicInstancePtr, XGpioPs *Gpio,u16 GpioIntrId)
{// 查找GIC器件配置信息，并进行初始化IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);XScuGic_CfgInitialize(GicInstancePtr, IntcConfig, IntcConfig->CpuBaseAddress);// 初始化ARM处理器异常句柄Xil_ExceptionInit();// 来给 IRQ 异常注册处理程序Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,(Xil_ExceptionHandler) IntrHandler,(void *)Gpio);// 使能处理器的中断Xil_ExceptionEnableMask(XIL_EXCEPTION_IRQ);// 关联中断处理函数XScuGic_Connect(GicInstancePtr, GpioIntrId,(Xil_ExceptionHandler)IntrHandler,(void *)Gpio);// 为GPIO器件使能中断XScuGic_Enable(GicInstancePtr, GpioIntrId);// 设置MIO引脚中断触发类型：下降沿 修改为上升沿XGpioPs_SetIntrTypePin(Gpio, MIO12_KEY, XGPIOPS_IRQ_TYPE_EDGE_RISING);// 打开MIO引脚中断使能信号XGpioPs_IntrEnablePin(Gpio, MIO12_KEY);
}void IntrHandler(){printf("interrupt detected!\n\r");key_press = 1;XGpioPs_IntrDisablePin(&Gpio, MIO12_KEY);
}

打开 GpioIntrExample() 可以看到核心语句 SetupInterruptSystem(Intc, Gpio, GPIO_INTERRUPT_ID);
xgpiops_intr_example.c 里自定义的 SetupInterruptSystem() 函数，GIC是通用中断控制器，GpioIntrId是中断ID

/*****************************************************************************/
/**
*
* This function sets up the interrupt system for the example. It enables falling
* edge interrupts for all the pins of bank 0 in the GPIO device.
*
* @param   GicInstancePtr is a pointer to the XScuGic driver Instance.
* @param   GpioInstancePtr contains a pointer to the instance of the GPIO
*       component which is going to be connected to the interrupt
*       controller.
* @param   GpioIntrId is the interrupt Id and is typically
*       XPAR_<GICPS>_<GPIOPS_instance>_VEC_ID value from
*       xparameters.h.
*
* @return  XST_SUCCESS if successful, otherwise XST_FAILURE.
*
* @note        None.
*
****************************************************************************/
static int SetupInterruptSystem(XScuGic *GicInstancePtr, XGpioPs *Gpio,u16 GpioIntrId)
{int Status;XScuGic_Config *IntcConfig; /* Instance of the interrupt controller */Xil_ExceptionInit();/** Initialize the interrupt controller driver so that it is ready to* use.*/IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);if (NULL == IntcConfig) {return XST_FAILURE;}Status = XScuGic_CfgInitialize(GicInstancePtr, IntcConfig,IntcConfig->CpuBaseAddress);if (Status != XST_SUCCESS) {return XST_FAILURE;}/** Connect the interrupt controller interrupt handler to the hardware* interrupt handling logic in the processor.*/Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,(Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler,GicInstancePtr);/** Connect the device driver handler that will be called when an* interrupt for the device occurs, the handler defined above performs* the specific interrupt processing for the device.*/Status = XScuGic_Connect(GicInstancePtr, GpioIntrId,(Xil_ExceptionHandler)XGpioPs_IntrHandler,(void *)Gpio);if (Status != XST_SUCCESS) {return Status;}/* Enable falling edge interrupts for all the pins in bank 0. */XGpioPs_SetIntrType(Gpio, GPIO_BANK, 0x00, 0xFFFFFFFF, 0x00);/* Set the handler for gpio interrupts. */XGpioPs_SetCallbackHandler(Gpio, (void *)Gpio, IntrHandler);/* Enable the GPIO interrupts of Bank 0. */XGpioPs_IntrEnable(Gpio, GPIO_BANK, (1 << Input_Pin));/* Enable the interrupt for the GPIO device. */XScuGic_Enable(GicInstancePtr, GpioIntrId);/* Enable interrupts in the Processor. */Xil_ExceptionEnableMask(XIL_EXCEPTION_IRQ);return XST_SUCCESS;
}

先解决 SetupInterruptSystem(Intc, Gpio, GPIO_INTERRUPT_ID); 中 GPIO_INTERRUPT_ID 这个参数，可以知道这是中断ID
打开GPIO_INTERRUPT_ID这个常数定义可以知道值为52，这是GPIO的中断号52
SetupInterruptSystem(Intc, Gpio, GPIO_INTERRUPT_ID); 中 Intc 这个参数，在xgpiops_intr_example.c里main函数可以看见调用方式 GpioIntrExample(&Intc, &Gpio, GPIO_DEVICE_ID, GPIO_INTERRUPT_ID);，查看宏定义类似Gpio这是中断控制器的驱动实例，包含在头文件xscugic.h里

在main函数里添加对中断系统的设置

// 设置中断系统
SetupInterruptSystem(&Intc, &Gpio, GPIO_INTERRUPT_ID);

对 SetupInterruptSystem() 函数进行修改，首先把 XScuGic_Config *IntcConfig; /* Instance of the interrupt controller */ 和 XGpioPs_Config * ConfigPtr 放一起
查看函数 Xil_ExceptionInit();初始化ARM异常句柄
与xgpiops类似，熟悉的 LookupConfig() 和 CfgInitialize() 函数，查找GIC器件配置信息，并进行初始化
IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID); 里 INTC_DEVICE_ID 的定义
Xil_Exception 三个函数用于初始化并设置ARM处理器的异常功能。XIL_EXCEPTION_ID_INT用于标识中断请求（IRQ）异常，Xil_ExceptionRegisterHandler() 用于给IRQ异常注册处理程序，将中断控制器GIC的中断程序和ARM处理器中硬件中断逻辑连接起来。调用Xil_ExceptionEnableMask()使能处理器中断

// 初始化ARM处理器异常句柄
Xil_ExceptionInit();
// 来给 IRQ 异常注册处理程序
Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,(Xil_ExceptionHandler) IntrHandler,(void *)Gpio);
// 使能处理器的中断
Xil_ExceptionEnableMask(XIL_EXCEPTION_IRQ);

XScuGic_Connect() 关联需要调用的中断处理函数。当外部中断来临时，需要跳到中断处理函数里处理中断，处理完成后回到原来程序继续运行
函数 XGpioPs_SetIntrType() 配置整个Bank，修改为设置单个引脚 XGpioPs_SetIntrTypePin()。根据注释在xgpiops.h的头文件找到宏定义，设置参数 IntrType 为 XGPIOPS_IRQ_TYPE_EDGE_FALLING
函数 XGpioPs_SetCallbackHandler() 用于设置回调函数的句柄为自己编写的中断服务函数 IntrHandler()。如函数XScuGic_Connect(GicInstancePtr, GpioIntrId, (Xil_ExceptionHandler)XGpioPs_IntrHandler, (void *)Gpio); 中的 (Xil_ExceptionHandler)XGpioPs_IntrHandler 给GIC设置中断服务函数，最终指向 IntrHandler()，故两句可以合并为

 Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,(Xil_ExceptionHandler) IntrHandler,(void *)Gpio);

XGpioPs_IntrEnable()对整个bank设置使能信号修改为对某个引脚设置使能信号 XGpioPs_IntrEnablePin()
XScuGic_Enable() 为GPIO器件使能中断，可以和 XScuGic_Connect() 放一起

// 关联中断处理函数
XScuGic_Connect(GicInstancePtr, GpioIntrId,(Xil_ExceptionHandler)IntrHandler,(void *)Gpio);
// 为GPIO器件使能中断
XScuGic_Enable(GicInstancePtr, GpioIntrId);

Xil_ExceptionEnableMask(XIL_EXCEPTION_IRQ); 使能处理器中断

/* Enable interrupts in the Processor. */
Xil_ExceptionEnableMask(XIL_EXCEPTION_IRQ);

定义 IntrHandler() 函数，定义按键按下这一事件时 key_press = 1;，根据中断程序编写的步骤，执行完中断后用 XGpioPs_IntrDisablePin() 把中断屏蔽掉

void IntrHandler(){printf("interrupt detected!\n\r");key_press = 1;XGpioPs_IntrDisablePin(&Gpio, MIO12_KEY);
}

编写自己定义的 SetupInterruptSystem() 函数如下

void SetupInterruptSystem(XScuGic *GicInstancePtr, XGpioPs *Gpio,u16 GpioIntrId)
{// 查找GIC器件配置信息，并进行初始化IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);XScuGic_CfgInitialize(GicInstancePtr, IntcConfig, IntcConfig->CpuBaseAddress);// 初始化ARM处理器异常句柄Xil_ExceptionInit();// 来给 IRQ 异常注册处理程序Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,(Xil_ExceptionHandler) IntrHandler,(void *)Gpio);// 使能处理器的中断Xil_ExceptionEnableMask(XIL_EXCEPTION_IRQ);// 关联中断处理函数XScuGic_Connect(GicInstancePtr, GpioIntrId,(Xil_ExceptionHandler)IntrHandler,(void *)Gpio);// 为GPIO器件使能中断XScuGic_Enable(GicInstancePtr, GpioIntrId);// 设置MIO引脚中断触发类型：下降沿 修改为上升沿XGpioPs_SetIntrTypePin(Gpio, MIO12_KEY, XGPIOPS_IRQ_TYPE_EDGE_RISING);// 打开MIO引脚中断使能信号XGpioPs_IntrEnablePin(Gpio, MIO12_KEY);
}

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