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  • 要正确应用ARM处理器必须首先对它的系统寄存器进行正确配置,下面简要介绍一下ARM寄存器,包括一些中断寄存器设置如中断状态(0x8000.0240,0x8000.1240,0x8000.2240)和中断屏蔽寄存器(0x8000.0280,0x8000....
  • ARM中断及相关寄存器

    千次阅读 2010-01-22 16:44:00
     ·中断挂起寄存器,当有中断请求产生时,相应会被硬件置1,处于挂起状态。当进入中断处理程序时,必须通过软件清除这个标志,以标志响应中断请求。 ·中断屏蔽寄存器,当需要屏蔽某些中断源时,可以设置相...

    ARM中断寄存器主要包括:

      ·中断模式寄存器可以设置2个中断源为IRQ或FIQ方式。

      ·中断挂起寄存器,当有中断请求产生时,相应的位会被硬件置1,处于挂起状态。当进入中断处理程序时,必须通过软件清除这个标志位,以标志响应中断请求。

      ·中断屏蔽寄存器,当需要屏蔽某些中断源时,可以设置相对应的位。

      ·中断优先级寄存器可以设置21个中断源优先级的高低。

      ·中断偏移寄存器,中断响应时通过读这个寄存器可以查到当前的中断源。

      如表1所示是ARM的一些系统寄存器列表。

      表1 ARM系统寄存器列表

      系统寄存器中的每一位或几位都对应系统功能的控制、状态等信息。例如:

      ·SYSCON1中的UARTIEN、LCDEN位分别控制异步串口1与LCD显示的使能。

      ·SYSCON2中的SDRAMZ用来设置SDRAM存储器的位宽。

      ·SYSCON3中的CLKCTL用来在18MHz、37MHz、49MHz和74MHz中选择一种作

      为系统工作频率。

      与系统运行紧密相关的其他寄存器如表2所示,对它们进行正确设置,就可以启用

      SDRAM、LCD或者串行通信口。

      表2 ARM的其他重要寄存器列表

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  • RIS:中断状态寄存器。该寄存器显示系统控制原始中断的状态。如果中断屏蔽控制 (IMC) 寄存器相应被置位,就会产生一个中断发送到中断控制器。向屏蔽中断状态和清除 (MISC) 寄存器相应写 1 可以清除中断状态...

    寄存器及其功能

    ISR:中断服务程序
    RIS:中断状态寄存器。该寄存器显示系统控制原始中断的状态。如果中断屏蔽控制 (IMC) 寄存器相应的位被置位,就会产生一个中断发送到中断控制器。向屏蔽中断状态和清除 (MISC) 寄存器相应的位写 1 可以清除中断状态位。
    ICR:中断清除寄存器 。向 GPIO 中断清零ICR 寄存器的相应位写 1 即可将RIS寄存器的 RIS 位清零。相应的 GPIOMIS 位将指示 RIS 位的屏蔽值。
    向UART写入 1 时,相应的中断被清除(包括原始中断,如果启用了屏蔽中断,则还包括屏蔽中断),写入 0 不起任何作用。

    NVIC:向量化中断控制器.处理器在异常入口处能够自动将状态入栈,在退出异常时能够自动将状态出栈。这个过程是处理器自行完成的、无需多余的指令开销,因此可快速响应异常并进行处理。
    RCGC:
    RCGCGPIO :控制 CPIO模块的计时/寄存器为软件提供启用和禁用运行模式中的 GPIO 模块的功能。在启用时,为模块提供一个时钟并允许对模块寄存器的访问。在禁用时,时钟禁用以节能,并且对模块寄存器的访问将产生总线错误。
    要支持传统软件,可使用 RCGC2 寄存器。
    RCGCUART :控制 UART 模块的计时。寄存器为软件提供启用和禁用运行模式中的 UART 模块的功能。在启用时,为模块提供一个时钟并允许对模块寄存器的访问。在禁用时,时钟禁用以节能,并且对模块寄存器的访问将产生总线错误。
    要支持传统软件,可使用 RCGC1 寄存器。

    systick

    SysTick 控制和状态 (STCTRL):控制和状态计数器用来配置其时钟、使能计数器、使能SysTick中断以及确定计数器状态。
    SysTick 重载值 (STRELOAD):计数器的重装值,用来提供计数器的重装值(wrap value)。
    SysTick 当前值 (STCURRENT):计数器的当前值。

    判断开关是否按下

    方法一:在F端口的中断服务程序中如果开关按下,清除中断信号,后续可以添加功能逻辑代码。
    开关
    方法二:在while语句中判断开关是否按下。
    在这里插入图片描述

    置1和清零

    为了在对端口赋值时不改变其他无关端口的值,造成不良影响,置1和清零分别用如下方法实现:
    在这里插入图片描述

    UART

    ·UARTFR ·寄存器包含空和满的标志(TXFE、TXFF、RXFE 和 RXFF 位)
    InChar:作用是等待新的串行端口输入。输入的数据要先存到寄存器RXFE中,判断到接收寄存器不为空的时候表示有数据输入,才能跳出while循环,从寄存器中读数据,并返回。如果没有数据输入,将一直等待输入。
    OutChar:作用是向串行端口输出。把要输出的数据先批量放入寄存器TXFF中,寄存器未被装满则向寄存器写数据,如若寄存器被装满了则表示取数的速度比存入的速度慢,需要先把输出数据取
    走。
    在这里插入图片描述
    UART0_CTL_R: UARTEN 位清零,禁用 UART 模块
    UART0_IBRD_R:取数值的整数部分
    UART0_FBRD_R:取数值的小数部分
    UART0_LCRH_R:UART线路控制寄存器。数据长度、奇偶校验位、停止位等串行通讯参数的设置。
    UART0_FR_R:UARTFR 寄存器包含空和满的标志(TXFE、TXFF、RXFE 和 RXFF 位)
    UART0_DR_R:数据寄存器,发送和接收的数据都通过其进行访问。
    UART0_RSR_R:接受状态寄存器监控 FIFO的状态,寄存器查看方式:OE \BE \PE \FE 进行矫正。
    UART0_RIS_R: 原始中断状态寄存器 ,当读取本寄存器时,返回当前各个中断的原始状态。对本寄存器写操作无效。
    UART_IM:中断屏蔽 寄存器中相应的 IM 位进行置位,可以定义能够触发控制器级别中断的中断事件。如果不使用中断,总是可通过UART_RIS原始中断状态 寄存器查看原始中断状态。
    UART_ICR: 中断清除寄存器的相应位写 1,即可为UART_IM 寄存器和UART0_RIS :寄存器清除中断。
    UART0_IFLS:中断 FIFO 深度选择深度选择 寄存器,令 FIFO 产生中断的触发点通过其控制。

    对空、满和溢出条件的监控则是由硬件来完成的。UARTFR 寄存器包含空和满的标志(TXFE、TXFF、RXFE 和 RXFF 位)

    UART 线控寄存器

    0(BRK):发送终止线程,0是正常使用,持续两帧1终止线程;
    1(PEN):奇偶校验使能,0禁止奇偶校验,1使能奇偶校验;
    2(EPS):偶校验位选择,0奇校验,1偶校验;
    3(STP2):双停止位选择,0每帧结束时发送1个停止位,1每帧结束时发送两个停止位;
    4(FEN):使能FIFO,0禁用FIFO,1使能FIFO;
    6:5(WLEN):字长度,定义每帧中包含的数据位数。0­5,1­6,2­7,3­8;
    7(SPS):粘着奇偶校验位选择,如果对 UARTLCRH 的第 1、2 和 7 位进行了置位,则发送奇偶校验位,且校验结果为 0。如果对第 1 和 7 位进行了置位且第 2 位清零,则发送奇偶校验位,且校验结果为 1。该位清零时,粘着奇偶校验被禁能。
    31:8(保留)

    中断

    1、上拉电阻选择寄存器(GPIOPUR)pull-up register:1启用弱上拉电阻, GPIO 下拉电阻选择 (GPIOPDR) 寄存器相应为自动清零,0禁止弱上拉电阻
    2、中断检测寄存器(GPIOIS:0边沿触发,1电平触发。如果是电平触发,其他的寄存器就不要设置了。
    3、中断双边沿(GPIOIBE)Interrupt bilateral edges:0不是两沿触发,1两沿触发。双边沿要同时检测到,同时触发。
    4、中断事件寄存器(GPIOIEV)Interrupt event:0下降沿或是低电平触发,1上升沿或高电平触发
    5、中断屏蔽使能寄存器(GPIOIM)IME :Interrupt mask enable:1启用中断,0禁止中断
    6、中断清除寄存器(GPIOICR)Interrupt clearing:对于边沿触发中断,向 GPIOICR 寄存器的 IC 位写 1 即可将 GPIORIS和 GPIOMIS 寄存器中相应的位清零。如果是电平触发中断,该寄存器中的 IC 位没有效果。此外,向 GPIO_ICR 寄存器的任何位写 0 均没有效果。
    7、端口复用控制器(PMC)Port multiplexing controller

    嵌入式处理器的分类和现状

    1.数字信号处理器DSP专门用于信号处理方面的处理器,其在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计,在数字滤波、FFT、频谱分析等各种仪器上DSP获得了大规模的应用。DSP是运算密集处理器,一般用在快速执行算法,做控制比较困难。为了追求高执行效率,不适合运行操作系统,核心代码使用汇编.
    (传统的数学计算,微 积分处理,做控制难,密集型计算,图像处理算法)

    2.微控制器MCU/微处理器MPU典型的是8位的单片机;单片机芯片内部集成ROM/EPROM、RAM、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A、Flash、EEPROM等各种必要功能和外设(涉及计算机底层的IO,单片机,成本低,如洗衣机,能力有限,不能运行操作系统)
    [嵌入式微处理器MPU可以运行操作系统]

    3.片上系统SOC是IC设计的发展趋势。采用SOC设计技术,可以大幅度地提高系统的可靠性,减少系统的面积和功耗,降低系统成本,极大地提高系统的性能价格比。SOC芯片已经成为提高移动通信、网络、信息家电、高速计算、多媒体应用及军用电子系统性能的核心器件。
    (未来发展的趋势,如苹果,彩电,冰箱等,芯片集合联网功能)

    4.可编程片上系统SOPC用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能;是可编程系统,具有灵活的设计方式,可裁减、可扩充、可升级,并具备软硬件在系统可编程的功能。(片上系统(单芯片完成系统的主要逻辑功能),可编程系统至少包含一个嵌入式处理器,丰富的IP核,可编程的逻辑资源的集合)

    敬请批评指正!

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  • 门铃中断状态寄存器( DOORBELLn_ICSR) n为0~3,因此共有4个寄存器,但和SRIO的4个端口并没有对应关系。 该寄存器中的相应是门铃事务接收的标识,每个寄存器中有16个标志,分别指示16种不同的门铃中断。4个...

    本文是对TI的TMS320C645x DSP SRIO User’s Guide中5.15~5.20节内容的搬运
    与2.3.4节、2.3.6节、第4章大部分内容相关

    一、门铃中断

    门铃中断状态寄存器(DOORBELLn_ICSR)

    n为0~3,因此共有4个寄存器,但和SRIO的4个端口并没有对应关系。
    门铃中断状态寄存器
    该寄存器中的相应的位是门铃事务接收的标识,每个寄存器中有16个标志位,分别指示16种不同的门铃中断。4个寄存器总共能够指示64种门铃中断。
    64种门铃中断只能区分不同的6位二进制数。但是门铃事务包中的Info字段共有16位,所以只有特定的字段内容会产生门铃中断。可以观察例子得出具体字段内容和中断源的对应关系。
    门铃中断例子

    • 最左侧四列表示的是Info字段16位二进制数的表示,可以看出,第5、6位对应寄存器号;从最后一列可以看出,[3:0]这四位的值对应寄存器中16个中断源之一。
    • 第5列为门铃事务Info字段的十六进制表示
    • 倒数第二列为中断源对应的中断路由寄存器内具体的位置。(中断路由寄存器中每4位的内容值指定该中断源的中断目的,共有8个中断目的,后续细说)

    门铃中断清除寄存器(DOORBELLn_ICCR)

    门铃中断清楚寄存
    该寄存器与门铃中断状态寄存器一一对应,某位置一后,则可以将门铃中断状态寄存器中的相应位清零

    中断路由寄存器(DOORBELLn_ICRR and DOORBELLn_ICRR2)

    中断路由寄存器

    ICRx的值与中断目的对应关系

    ICRx的值 中断目的
    0000b INTDEST0
    0001b INTDEST1
    0010b INTDEST2
    0011b INTDEST3
    0100b INTDEST4
    0101b INTDEST5
    0110b INTDEST6
    0111b INTDEST7
    1xxxb 保留

    DOORBELL中断小总结

    共64个中断源,8个中断目的。4个门铃中断寄存器,每个寄存器对应16个中断源。
    ICSx、ICCx、ICRx有一一对应的关系,分别是中断状态、中断标识清除和中断目的路由。

    二、CPPI中断

    CPPI接收/发送中断状态寄存器(RX_CPPI_ICSR、TX_CPPI_ICSR)

    CPPI接收中断状态寄存器
    CPPI发送中断状态寄存器
    CPPI(Communications Port Programming Interface)是专用于消息(MESSAGE)事务传输的模块
    消息事务总共有16个接收队列16个发送队列,对应这里的16个中断状态标识。队列中存放的消息通过缓冲描述符来描述,一旦有一段完整的消息存放到队列中或者有一段完整的消息被发送,就会产生中断标识。

    CPPI接收/发送中断清除寄存器(RX_CPPI_ICCR、TX_CPPI_ICCR)

    CPPI接收中断清除寄存器
    CPPI发送中断清除寄存器
    与接收/发送中断状态寄存器对应,某一位置一,可以使相应为清零

    CPPI接收/发送中断路由寄存器(RX_CPPI_ICRR 、RX_CPPI_ICRR2 and TX_CPPI_ICRR 、TX_CPPI_ICRR2)

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    与门铃中断相同,将16个中断源指向8个中断目的之一。

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  • (2) 6 个状态寄存器,都是 32 的寄存器。 ARM 处理器共有 7 种不同的处理器模式: 用户模式(User),快速中断模式(FIQ),普通中断模式(IRQ),管理模式(Svc),数据访问中止模式(Abort),未定义指令中止...

    1、ARM 寄存器组介绍

    ARM 处理器一般共有 37 个寄存器,其中包括:

    (1) 31 个通用寄存器,包括 PC(程序计数器)在内,都是 32 位的寄存器。
    (2) 6 个状态寄存器,都是 32 位的寄存器。
    ARM 处理器共有 7 种不同的处理器模式:
    用户模式(User),快速中断模式(FIQ),普通中断模式(IRQ),管理模式(Svc),数据访问中止模式(Abort),未定义指令中止模式(Und),系统模式(Sys),
    在每一种处理器模式中有一组相应的寄存器。在任意一种处理器模式下,可见的寄存器包括 15 个通用寄存器(R0~R14)、一个或者二个状态寄存器以及程序计数器(PC)。在所有的寄存器中,有些是各模式共用同一个物理寄存器,有些寄存器是各个模式自己拥有独立的物理寄存器在这里插入图片描述

    其中 r0~r3 主要用于子程序间传递参数, r4~r11 主要用于保存局部变量,但在 Thumb 程序中,通常只能使用 r4~r7 来保存局部变量; r12 用作子程序间scratch 寄存器,即 ip 寄存器; r13 通常用做栈指针,即 sp; r14 寄存器又被称为连接寄存器(lr),用于保存子程序以及中断的返回地址; r15 用作程序计数器(pc),由于 ARM 采用了流水线机制,当正确读取了 PC 的值后,该值为当前指令地址加 8 个字节,即 PC 指向当前指令的下两条指令地址。

    CPSR和SPSR都是程序状态寄存器,其中SPSR是用来保存中断前的CPSR中的值,以便在中断返回之后恢复处理器程序状态。
    2.CPSR寄存器详解

    所有处理器模式下都可访问当前程序状态寄存器CPSR。CPSR中包含条件码标志、中断禁止位、当前处理器模式以及其他状态和控制信息。在每种异常模式下都有一个对用的程序状态寄存器SPSR。当异常出现时,SPSR用于保存CPSR的状态,以便异常返回后恢复异常发生时的工作状态。

    (1)条件码标志

    N、Z、C、V,最高4位称为条件码标志。ARM的大多数指令可以条件执行的,即通过检测这些条件码标志来决定程序指令如何执行。

    各个条件码的含义如下:

    N:在结果是有符号的二进制补码情况下,如果结果为负数,则N=1;如果结果为非负数,则N=0。

    Z:如果结果为0,则Z=1;如果结果为非零,则Z=0。

    C:其设置分一下几种情况:

               对于加法指令(包含比较指令CMN),如果产生进位,则C=1;否则C=0。
    
               对于减法指令(包括比较指令CMP),如果产生借位,则C=0;否则C=1。
    
               对于有移位操作的非法指令,C为移位操作中最后移出位的值。
    
               对于其他指令,C通常不变。
    

    V:对于加减法指令,在操作数和结果是有符号的整数时,如果发生溢出,则V=1;如果无溢出发生,则V=0;对于其他指令,V通常不发生变化。

    (2)控制位的作用在图1中可以看出,在这里就不阐述了。

    二:CPSR与CPSR_c的区别

      CPSR_c指的是CPSR的低8位控制位
    
      CPSR有4个8位区域:标志域(F)、状态域(S)、扩展域(X)、控制域(C)
    
      MSR - Load specified fields of the CPSR or SPSR with an immediate constant, or from the contents of a general-purpose register.
    
     Syntax:
    
     MSR{cond} <psr>_<fields>, #immed_8r MSR{cond} <psr>_<fields>, Rm where: cond is an optional condition code. <psr> is either CPSR or SPSR. <fields> specifies the field or fields to be moved. <fields> can be one or more of:
    

    c control field mask byte (PSR[7:0]) x extension field mask byte (PSR[15:8]) s status field mask byte (PSR[23:16) f flags field mask byte (PSR[31:24]). immed_8r is an expression evaluating to a numeric constant. The constant must correspond to an 8-bit pattern rotated by an even number of bits within a 32-bit word. Rm is the source register.

      C 控制域屏蔽字节(psr[7:0])
      X 扩展域屏蔽字节(psr[15:8])
      S 状态域屏蔽字节(psr[23:16])
      F 标志域屏蔽字节(psr[31:24])
    

    常用于MRS或MSR指令,用于psr中的值转移到寄存器或把寄存器的内容加载到psr中.
    如:

    MSR CPSR_c,#0xd3

    三、R0-R15寄存器 根据“ARM-thumb 过程调用标准”:
    R0-R3 用作传入函数参数,传出函数返回值。在子程序调用之间,可以将 r0-r3 用于任何用途。
    被调用函数在返回之前不必恢复 r0-r3。如果调用函数需要再次使用 r0-r3 的内容,则它必须保留这些内容。
    R4-R11 被用来存放函数的局部变量。如果被调用函数使用了这些寄存器,它在返回之前必须恢复这些寄存器的值。
    R12 是内部调用暂时寄存器 ip。它在过程链接胶合代码(例如,交互操作胶合代码)中用于此角色。
    在过程调用之间,可以将它用于任何用途。被调用函数在返回之前不必恢复 r12。
    R13 是栈指针 sp。它不能用于任何其它用途。sp 中存放的值在退出被调用函数时必须与进入时的值相同。
    R14 是链接寄存器 lr。如果您保存了返回地址,则可以在调用之间将 r14 用于其它用途,程序返回时要恢复
    R15 是程序计数器 PC。它不能用于任何其它用途。
    注意:在中断程序中,所有的寄存器都必须保护,编译器会自动保护R4~R11

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中断状态寄存器相应位