zynq开发系列5：通过AXI GPIO的中断实现PL端按键控制PS端LED（SDK开发详解）

axi_gpio是PL端gpio（FPGA资源搭建的软核），ps7_gpio是ps端gpio（硬核）。打开Documentation的示例Examples，可知第二个是关于中断的示例。导入示例import examples对照并结合上一个中断实验代码zynq开发系列4：MIO按键中断控制LED来编写
用到了AXI GPIO导入头文件，根据mss文件描述axi_gpio叫做gpio故导入文件xgpio.h。ps端gpio叫做gpiops故导入文件xgpiops.h
导入AXI GPIO的器件ID，点开定义 XPAR_GPIO_0_DEVICE_ID 在xparameters.h中看出是对AXI_GPIO的定义，粘贴进源文件为了和PS端代码区分修改定义为 AXI_GPIO_ID

#define GPIO_DEVICE_ID XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID // PS GPIO 器件ID
#define INTC_DEVICE_ID XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID // 中断控制器 器件ID
#define AXI_GPIO_ID     XPAR_GPIO_0_DEVICE_ID //AXI GPIO 器件ID

中断信号是PL到PS端的一个中断，在ug585 ch7 Interrupts 7.2.3 Shared Peripheral Interrupts (SPI) 查看中断号（zynq核中同样可以查看）。来自PL的中断共16个，分成两部分[63:61]和[91:84]，使用一个中断ID为61。
在示例程序中查看定义，跳转到宏定义数值为61
AXI GPIO有两个通道，用到了一个通道定义为1。添加宏定义即可以使用通道1的端口。

//AXI GPIO 通道1
#define GPIO_CHANNEL1       1

添加实例名称 XGpio AXI_Gpio;
仿照对PS端GPIO进行初始化，对AXI GPIO进行初始化，在xgpio.h头文件查找需要的函数声明，找到 XGpio_Initialize() 点进去查看函数定义。LookupConfig和CfgInitialize被封装进XGpio_Initialize()，直接调用Initialize即可。

// 配置PS端器件GPIO并初始化
ConfigPtr= XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEVICE_ID);
XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr, ConfigPtr->BaseAddr);// 对AXI GPIO进行初始化
XGpio_Initialize(&AXI_Gpio, AXI_GPIO_ID);

PS GPIO设置为输出并打开输出使能，这部分代码不用修改，接着参考pg144配置AXI GPIO。第一个首先设置数据输入和输出方向，第二个打开全局中断和通道中断，初始化部分就算完成了。
在xgpio.h头文件找到 XGpio_SetDataDirection() 函数用来设置数据输入和输出方向（注释：给GPIO独立通道设置输入和输出方向）。第三个参数DirectionMask32位，对应GPIO每一位信号的输入和输出。最低位为输入设置为1化作十六进制为0x00000001（对32位数据需要8个十六位数据来表示，一个十六位数据对应4位，如果最高位设置为1前4位为1000转换为十六进制为0x80000000）。
打开全局中断 XGpio_InterruptGlobalEnable() 和打开通道中断对应的信号 XGpio_InterruptEnable()。Mask同样为32位，每一位对应着一路信号，设置为1对应着打开中断的使能。

// 对AXI GPIO进行配置
XGpio_SetDataDirection(&AXI_Gpio, GPIO_CHANNEL1, 0x00000001); // 设置为输出
XGpio_InterruptGlobalEnable(&AXI_Gpio);         // 打开全局中断使能
XGpio_InterruptEnable(&AXI_Gpio, 0x00000001);   // 打开通道信号对应的使能

设置中断系统，完成最后一步获取中断并读取数据
修改设置中断系统的参数，把第二个参数xgpiops改为xgpio void SetupInterruptSystem(XScuGic *GicInstancePtr, XGpio * AXI_Gpio, u16 AXI_GpioIntrId); 函数里参数名字也跟着修改，初始化xscugic的部分保持不变
去实例函数找如何设置，发现一个 XScuGic_SetPriorityTriggerType() 函数。根据触发类型为高有效电平敏感型设置Trigger为01，优先级保持与实例程序一致。

// 0xA0: 中断源的优先级 0x1: 中断类型为高有效电平敏感型
XScuGic_SetPriorityTriggerType(GicInstancePtr, AXI_GpioIntrId, 0xA0, 0x1);

修改完成设置中断系统函数

void SetupInterruptSystem(XScuGic *GicInstancePtr, XGpio * AXI_Gpio,u16 AXI_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) XScuGic_InterruptHandler,GicInstancePtr);// 使能处理器的中断Xil_ExceptionEnableMask(XIL_EXCEPTION_IRQ);// 关联中断处理函数XScuGic_Connect(GicInstancePtr, AXI_GpioIntrId,(Xil_ExceptionHandler)IntrHandler,(void *)AXI_Gpio);// 为AXI GPIO器件使能中断XScuGic_Enable(GicInstancePtr, AXI_GpioIntrId);// 0xA0: 中断源的优先级 0x1: 中断类型为高有效电平敏感型XScuGic_SetPriorityTriggerType(GicInstancePtr, AXI_GpioIntrId, 0xA0, 0x1);// 打开AXI GPIO IP的中断使能XGpio_InterruptGlobalEnable(AXI_Gpio);      // 打开全局中断使能XGpio_InterruptEnable(AXI_Gpio, 0x00000001); // 打开通道信号对应的使能
}

修改中断服务函数IntrHandler()，将关闭PS GPIO中断修改为关闭AXI GPIO中断

XGpio_InterruptDisable(&AXI_Gpio, 0x00000001);

修改主函数，将PS GPIO的清除中断状态修改为AXI GPIO的清除中断状态，在xgpio.h找到类似的函数定义XGpio_InterruptClear()

XGpio_InterruptClear(&AXI_Gpio, 0x00000001);

整体程序框架结构可以看实验四 zynq开发系列4：MIO按键中断控制LED
打印两次中断因为按下按键电平改变一次，释放按键电平改变一次。判断当前按键的值，如果按下时才改变LED的值。调用 XGpio_DiscreteRead() 函数，可以读取指定GPIO通道的独立状态。

// 判断当前按键的状态，如果按键按下，就改变LED状态
if(XGpio_DiscreteRead(&AXI_Gpio,GPIO_CHANNEL1) == 1)led_value = ~led_value;

整体文件

#include "stdio.h"
#include "xparameters.h"
#include "xgpiops.h"
#include "sleep.h"
#include "xscugic.h"
#include "xgpio.h"#define GPIO_DEVICE_ID XPAR_XGPIOPS_0_DEVICE_ID // PS GPIO 器件ID
#define INTC_DEVICE_ID XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID // 中断控制器 器件ID
#define AXI_GPIO_ID     XPAR_GPIO_0_DEVICE_ID //AXI GPIO 器件ID
// AXI GPIO的中断号 61
#define AXI_GPIO_INTERRUPT_ID   XPAR_FABRIC_AXI_GPIO_0_IP2INTC_IRPT_INTR// 核心板上PS端LED
#define MIO0_LED 7
//AXI GPIO 通道1
#define GPIO_CHANNEL1       1XGpioPs_Config * ConfigPtr;
XScuGic_Config * IntcConfig;XGpioPs Gpio;
XScuGic Intc;
XGpio AXI_Gpio;void SetupInterruptSystem(XScuGic *GicInstancePtr, XGpio * AXI_Gpio, u16 AXI_GpioIntrId);
void IntrHandler();u32 key_press = 0;int main() {u32 led_value = 0;printf("AXI GPIO INTERRUPT TEST.\n\r");// 配置PS端器件GPIO并初始化ConfigPtr= XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEVICE_ID);XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr, ConfigPtr->BaseAddr);// 对AXI GPIO进行初始化XGpio_Initialize(&AXI_Gpio, AXI_GPIO_ID);// 把PS GPIO设置为输出并打开输出使能XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, MIO0_LED, 1);XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, MIO0_LED, 1);// 对AXI GPIO进行配置XGpio_SetDataDirection(&AXI_Gpio, GPIO_CHANNEL1, 0x00000001); // 设置为输出XGpio_InterruptGlobalEnable(&AXI_Gpio);      // 打开全局中断使能XGpio_InterruptEnable(&AXI_Gpio, 0x00000001);    // 打开通道信号对应的使能// 设置中断系统SetupInterruptSystem(&Intc, &AXI_Gpio, AXI_GPIO_INTERRUPT_ID);XGpioPs_WritePin(&Gpio, MIO0_LED, led_value);while(1){if(key_press) {// 判断当前按键的状态，如果按键按下，就改变LED状态if(XGpio_DiscreteRead(&AXI_Gpio,GPIO_CHANNEL1) == 1)led_value = ~led_value;key_press = 0;// 清除之前的中断状态XGpio_InterruptClear(&AXI_Gpio, 0x00000001);// 将led_value的值写入LEDXGpioPs_WritePin(&Gpio, MIO0_LED, led_value);// 延时消抖usleep(200000);// 重新打开通道1的中断使能XGpio_InterruptEnable(&AXI_Gpio, 0x00000001);}}return 0;
}void SetupInterruptSystem(XScuGic *GicInstancePtr, XGpio * AXI_Gpio,u16 AXI_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) XScuGic_InterruptHandler,GicInstancePtr);// 使能处理器的中断Xil_ExceptionEnableMask(XIL_EXCEPTION_IRQ);// 关联中断处理函数XScuGic_Connect(GicInstancePtr, AXI_GpioIntrId,(Xil_ExceptionHandler)IntrHandler,(void *)AXI_Gpio);// 为AXI GPIO器件使能中断XScuGic_Enable(GicInstancePtr, AXI_GpioIntrId);// 0xA0: 中断源的优先级 0x1: 中断类型为高有效电平敏感型XScuGic_SetPriorityTriggerType(GicInstancePtr, AXI_GpioIntrId, 0xA0, 0x1);// 打开AXI GPIO IP的中断使能XGpio_InterruptGlobalEnable(AXI_Gpio);      // 打开全局中断使能XGpio_InterruptEnable(AXI_Gpio, 0x00000001); // 打开通道信号对应的使能
}void IntrHandler(){printf("interrupt detected!\n\r");key_press = 1;// 关闭通道1中断使能信号XGpio_InterruptDisable(&AXI_Gpio, 0x00000001);
}

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