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  • 上升沿和下降沿触发
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    2020-08-04 18:20:34

    假设PA0为  低  电平开关按下后电平被拉  高,配置为上升沿  则按键按下为1, 若 配置为下降沿 则 按键弹开为1

    上升沿检测由低电平到高电平,

    下降沿检测由高电平到低电平。


    * 从低电到高电, 谓之上升
    * 从高电到低电, 谓之下降
    触发, 则是指, 硬体或软体, 有持续在侦测电压变化. 当想要侦测的电压变化有出现时, 可以产生一个触发讯号. 此触发讯号, 可用来做为控制之用.            

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  • 实用的PLC上升沿和下降沿触发信号库函数,可以用于如顺序控制、连锁控制、按键启停等设备动作较复杂的情况。
  • 本文章介绍FPGA中上升沿和下降沿触发
  • 在允许中断操作进行之后,如果有好几个中断应该怎么...这也是为什么边沿触发只能触发一次的原因。而我们的外部中断,定时器中断,串口中断,等等,都只是中断的一个分支,在打开分支之后,相对应的要打开“总闸” EA。

    外部中断可以分为电平触发和边缘触发两种,那么这两种中断有什么区别。中断基本概念是:

    1. CPU在处理某一事件A时,发生了另一事件B请求CPU迅速去处理(中断发生);
    2. CPU暂时中断当前的工作,转去处理事件B(中断响应和中断服务);

    待CPU将事件B处理完毕后,再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A(中断返回),这一过程称为中断。通俗点说:你正在家里做家务,突然有人来找你,打断了你的进程,在你们交谈完之后,你就又回去继续进行你的家务活,这其中被打断的过程,就叫做中断,而在中断结束之后,你则会继续进行本来应该做的事情

    1. 高低电平触发:

    1.1 低电平触发:

    低电平触发中断顾名思义,就是检测到引脚为低电平就触发,从而进入中断函数中处理这个中断,并且在低电平保持的时间内持续触发。假设是低电平触发,只要引脚为低电平时间内中断一直有效,那么就会一直进入中断,直到电平变化为高电平。

    1.2 高电平触发:

    则是检测为高电平就触发,其余与低电平触发相同

    注意事项:

    1.电平触发中断,如果在电平没有恢复之前就退出中断程序,那么会在退出后又再次进入中断。只要不退出是不会重复触发的。也就是重复触发只有在退出中断后才会再次触发,不用担心这次还没进行完,中断已经重新触发的情况

    2.低电平触发是即时的,当外部中断信号撤消时,中断申请信号随之消失。如果在外部中断信号申请期间,CPU来不及响应此中断,那么有可能这次中断申请就漏掉了。也就是说假设低/高电平的时间很短。CPU没来得及相应,那么这次的电平中断申请就可能不会检测到

    3.如果想要电平触发中断也只进行一次,通常的做法是在中断进入后就关闭中断响应,等后面需要的时候再打开。

    2. 边沿触发

    这里要先了解下:从低电平到高电平,  叫做上升;从高电平到低电平, 叫做下降

    2.1 上升沿触发

    数字电平从低电平(数字“0”)变为高电平(数字“1”)的那一瞬间叫作上升沿。 上升沿触发是当信号有上升沿时的开关动作,当电位由低变高而触发输出变化的就叫上升沿触发。也就是当测到的信号电位是从低到高也就是上升时就触发,叫做上升沿触发。

    2.2 下降沿触发

    数字电路中,数字电平从高电平(数字“1”)变为低电平(数字“0”)的那一瞬间叫作下降沿。 [1]  下降沿触发是当信号有下降沿时的开关动作,当电位由高变低而触发输出变化的就叫下降沿触发。也就是当测到的信号电位是从高到低也就是下降时就触发,叫做下降沿触发。

    那么我们可以很好的理解两种触发:上升沿触发 就是当电压从低变高时触发中断;下降沿触发 就是当电压从高变低时触发中断。

    当然,上升沿与下降沿检测的是电平变化的一瞬间,就会产生中断,这个时间是us级别的,但是如果中断引脚检测到一直保持低/高电平,则无法产生下次中断,也就是中断只会触发一次,只有在下次电平发生变化时才会重新触发中断。

    还需要注意的是中断在上升或者下降沿的时候进行中断检查,检查过程是通用的数据信号采集检测原理。硬件设置的检测周期可能是有所变化的,如果在检测时间周期内(比方说3个时间周期,us级别)发现待检测信号的梯度变化不足够大,这种低端相应的硬件可能无法触发硬件边沿中断信号。

    注意事项:

    1 边沿触发就是单片机在上一次机器周期内,检测到中断引脚口为高电平,这一次机器周期内检测到为低电平,则会申请产生中断,所以为us级别

    2 下降沿触发是锁存中断信号的,由D触发器记忆,意即:即使当时CPU来不及响应中断,外部中断信号撤消后,由于D触发器的记忆作用,消失的中断信号仍然有效,直到中断被响应并进入中断ISR,记忆的中断信号才会由硬件清除。 这也是为什么边沿触发只能触发一次的原因。

    3.对于单片机的中断引脚,如果你另一端接的是VCC 则需要设置成上升沿或者高电平触发 如果你接的是GND 就可以设置成下降沿或者低电平触发

    区别:我们可以理解,电平触发在你一直按着按键的时候会一直进入中断,边沿触发则是只会触发一次,再次按下才会重新触发,这就给我们不同的应用功能提供了选择,使得我们可以在不同个工作下选择适合的模式,边沿触发适用于对对时间要求高的,比如中断中有计数之类的(GATE门控位置1时),而电平触发则适合报警装置。

    3. 操作系统实现

    初始化中断向量表时,有一个重要的操作就是set_irq_handler。这个函数参数一般为handle_edge_irq或者handle_level_irq。对于边缘中断,使用handle_edge_irq作参数;对于电平中断,使用handle_level_irq作为中断。那这两个函数有什么区别呢?

    3.1 handle_edge_irq

    kernel源代码中的注释为:

    c代码

    /**
    * handle_edge_irq - edge type IRQ handler
    * @irq: the interrupt number
    * @desc: the interrupt description structure for this irq
    *
    * Interrupt occures on the falling and/or rising edge of a hardware
    * signal. The occurence is latched into the irq controller hardware
    * and must be acked in order to be reenabled. After the ack another
    * interrupt can happen on the same source even before the first one
    * is handled by the assosiacted event handler. If this happens it
    * might be necessary to disable (mask) the interrupt depending on the
    * controller hardware. This requires to reenable the interrupt inside
    * of the loop which handles the interrupts which have arrived while
    * the handler was running. If all pending interrupts are handled, the
    * loop is left.
    */

    下面翻译为中文:

    中断发生在硬件信号的上升沿/下降沿。中断事件保存在中断控制器中并且必须被立刻响应以重新打开中断。响应之后,即使第一个中断还没有被相关的中断函数处理完,另一个中断也可能在同一个中断源发生。如果这种情况发生的话就有必要关闭中断。这样,在中断处理函数运行时发生的中断就会被标记为阻塞,在中断处理循环处理完这些阻塞的中断之后,就有必要在循环内部重新打开中断。如果全部的阻塞中断处理完毕,就可以离开中断处理循环。

    响应中断条件是:中断使能中断标志同时成立时。一般来讲,响应中断后,有硬件清标志软件清标志两种.(如果硬件不能清标志,说明书会说明)。单片机要靠查询中断标志来判断是否要进入中断,如果你不清除中断标志,本次中断退出,单片机又会检测到中断标志,因此重复进入中断。当然,这样情况中断后面响应过来的硬件中断系统也是没有办法做出处理的,会被挡在外边。

    3.2 handle_level_irq

    c代码

    /**
    * handle_level_irq - Level type irq handler
    * @irq: the interrupt number
    * @desc: the interrupt description structure for this irq
    *
    * Level type interrupts are active as long as the hardware line has
    * the active level. This may require to mask the interrupt and unmask
    * it after the associated handler has acknowledged the device, so the
    * interrupt line is back to inactive.
    */

    一旦硬件线路达到了激活电平,电平类型的中断就会被触发。这可能需要屏蔽中断,并且在相关的中断处理程序响应了设备之后重新打开中断,这样中断线才能恢复反激活状态。

    对比上述两个函数可见,对于电平中断,一进入中断处理程序就会立刻屏蔽中断,直到退出中断的时候才会unmask中断;而对于边缘中断,除非在处理当前中断时有一个新的中断被触发否则不会屏蔽中断。这两个处理函数的特点刚好和这两种中断的特点一致:对于电平中断,只要中断脚在激活电平电平,就会不断地触发中断;而边缘中断只在上升沿或者下降沿被触发。

    下面是linux 2.6.32版本kernel的代码。

    //觉得很奇怪,既然电平中断一开始就mask了中断,
    //退出的时候才unmask,怎么会与同类型的其他中断冲突呢?

    c代码


    void
    handle_level_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)
    {
    struct irqaction *action;
    irqreturn_t action_ret; 

    spin_lock(&desc->lock);
    //一开始以为对于电平中断ack不会被调用,但是发现
    //mask_ack_irq会间接调用ack
    mask_ack_irq(desc, irq); 

    if (unlikely(desc->status & IRQ_INPROGRESS))
    goto out_unlock;
    desc->status &= ~(IRQ_REPLAY | IRQ_WAITING);
    kstat_incr_irqs_this_cpu(irq, desc); 

    /*
    * If its disabled or no action available
    * keep it masked and get out of here
    */
    action = desc->action;
    if (unlikely(!action || (desc->status & IRQ_DISABLED)))
    goto out_unlock; 

    desc->status |= IRQ_INPROGRESS;
    spin_unlock(&desc->lock); 

    action_ret = handle_IRQ_event(irq, action);
    if (!noirqdebug)
    note_interrupt(irq, desc, action_ret); 

    spin_lock(&desc->lock);
    desc->status &= ~IRQ_INPROGRESS; 

    if (unlikely(desc->status & IRQ_ONESHOT))
    desc->status |= IRQ_MASKED;
    else if (!(desc->status & IRQ_DISABLED) && desc->chip->unmask)
    desc->chip->unmask(irq);
    out_unlock:
    spin_unlock(&desc->lock);
    }
    EXPORT_SYMBOL_GPL(handle_level_irq); 

    void
    handle_edge_irq(unsigned int irq, struct irq_desc *desc)
    {
    spin_lock(&desc->lock); 

    desc->status &= ~(IRQ_REPLAY | IRQ_WAITING); 

    /*
    * If we're currently running this IRQ, or its disabled,
    * we shouldn't process the IRQ. Mark it pending, handle
    * the necessary masking and go out
    */
    //正如注释中所说,在处理一个中断时下一个同中断源的中断会被标记为阻塞,
    //然后屏蔽这个中断源的中断。注意:只有在这个时候才会屏蔽中断,否则
    //linux不会做无谓的屏蔽。
    if (unlikely((desc->status & (IRQ_INPROGRESS | IRQ_DISABLED)) ||
    !desc->action)) {
    desc->status |= (IRQ_PENDING | IRQ_MASKED);
    mask_ack_irq(desc, irq);
    goto out_unlock;
    }
    kstat_incr_irqs_this_cpu(irq, desc); 

    /* Start handling the irq */
    if (desc->chip->ack)
    desc->chip->ack(irq); 

    /* Mark the IRQ currently inprogress.*/
    desc->status |= IRQ_INPROGRESS; 

    do {
    struct irqaction *action = desc->action;
    irqreturn_t action_ret; 

    if (unlikely(!action)) {
    desc->chip->mask(irq);
    goto out_unlock;

    /*
    * When another irq arrived while we were handling
    * one, we could have masked the irq.
    * Renable it, if it was not disabled in meantime.
    */
    //因为这时中断处理函数没有运行,所以可以unmask中断
    if (unlikely((desc->status &
    (IRQ_PENDING | IRQ_MASKED | IRQ_DISABLED)) ==
    (IRQ_PENDING | IRQ_MASKED))) {
    desc->chip->unmask(irq);
    desc->status &= ~IRQ_MASKED;

    desc->status &= ~IRQ_PENDING;
    spin_unlock(&desc->lock);
    action_ret = handle_IRQ_event(irq, action);
    if (!noirqdebug)
    note_interrupt(irq, desc, action_ret);
    spin_lock(&desc->lock); 

    } while ((desc->status & (IRQ_PENDING | IRQ_DISABLED)) == IRQ_PENDING); 

    desc->status &= ~IRQ_INPROGRESS;
    out_unlock:
    spin_unlock(&desc->lock);
    }

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  • 上升沿下降沿在工业自动化中的应用非常广泛,在梯形图时代,它的实现非常容易,只需一个简单的符号就可以实现。梯形图实现上升沿如上图所示,PLC采集到变量A的上升沿的时候,变量B有输出。说到边沿触发,不得不提...

    上升沿,下降沿在工业自动化中的应用非常广泛,在梯形图时代,它的实现非常容易,只需一个简单的符号就可以实现。

    cd50581d7e85526cbdcf4f7c313767a2.png

    梯形图实现上升沿

    如上图所示,PLC采集到变量A的上升沿的时候,变量B有输出。说到边沿触发,不得不提一下西门子中的边沿触发

    ac9ae06c7f36397f7c8aa1790f0dfe88.png

    如上图所示,不知为何,非要加个变量A1用于储存上一次扫描的信号状态,个人认为,真是多此一举,好像所有的PLC 都没有这种操作,实在不知是和意图,反正我是觉得没用,毕竟作为PLC 的使用者,我们只关心采集到这个输入的上升沿。

    但是在ST 语言中,它的实现就没那么容易了,毕竟ST语言是从计算机高级语言移植而来,计算机系统不可能会直接处理来自工业现场的信号,因此也不太可能有直接的边沿信号处理指令,这就需要我们换一下思路,曲线救国,其实,上升沿和下降沿在梯形图中是可以采用功能块实现的,如下图

    543bbcc6af84cb0100aacd1c1345e000.png

    我们使用功能块 R_TRIG 来实现上升沿,PLC扫描功能块输入管脚 CLK 处变量A,当扫描到A 的上升沿的时候,输出管脚Q 为TRUE。图中两行 梯形图是等价的。只是在梯形图中很少这样用而已,因为它真的太麻烦了,而且一点不直观。所以,在ST 中实现上升沿,就是调用功能块R_TRIG

    a60500d1f90f9e2c074392b44964a679.png

    ST实现上升沿

    这就是用ST 实现上升沿,而实现下降沿和实现上升沿是一样的,只不过是调用 F_TRIG。

    所以,当有些元素无法在ST 中直接实现的时候,原则就是用功能块在梯形图中实现,然后用调用功能块的方法,在ST中实现。掌握了这个原则,使用ST就会得心应手,游刃有余。

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  • 外部中断可以分为电平触发和边缘触发两种,那么这两种中断有什么区别,我们今天讲解下 1什么是中断 CPU在处理某一事件A时,发生了另一事件B请求CPU迅速去处理(中断发生); CPU暂时中断当前的工作,转去处理...

    外部中断可以分为电平触发和边缘触发两种,那么这两种中断有什么区别,我们今天讲解下

    1什么是中断

    CPU在处理某一事件A时,发生了另一事件B请求CPU迅速去处理(中断发生);
    CPU暂时中断当前的工作,转去处理事件B(中断响应和中断服务);
    待CPU将事件B处理完毕后,再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A(中断返回),这一过程称为中断。

    通俗点说:你正在家里做家务,突然有人来找你,打断了你的进程,在你们交谈完之后,你就又回去继续进行你的家务活,这其中被打断的过程,就叫做中断,而在中断结束之后,你则会继续进行本来应该做的事情

     

    高低电平触发:

     

    低电平触发:

    低电平触发中断顾名思义,就是检测到引脚为低电平就触发,从而进入中断函数中处理这个中断,并且在高或低电平保持的时间内持续触发,假设是低电平触发,只要引脚为低电平时间内中断一直有效,那么就会一直进入中断,直到电平变化为高电平

    高电平触发:

    则是 检测为高电平就触发,其余与低电平触发相同

    注意事项:

    1.电平触发中断,如果在电平没有恢复之前就退出中断程序,那么会在退出后又再次进入中断。只要不退出是不会重复触发的。

    也就是重复触发只有在退出中断后才会再次触发,不用担心这次还没进行完,中断已经重新触发的情况

    2.低电平触发是即时的,当外部中断信号撤消时,中断申请信号随之消失。如果在外部中断信号申请期间,CPU来不及响应此中断,那么有可能这次中断申请就漏掉了。也就是说假设低/高电平的时间很短。CPU没来得及相应,那么这次的电平中断申请就可能不会检测到

    3.如果想要电平触发中断也只进行一次,通常的做法是在中断退出前关闭中断,等后面需要的时候再打开

    边沿触发:

    这里要先了解下:

    从低电平到高电平,  叫做上升
    从高电平到低电平, 叫做下降

    ·上升沿触发

    数字电平从低电平(数字“0”)变为高电平(数字“1”)的那一瞬间叫作上升沿。 上升沿触发是当信号有上升沿时的开关动作,当电位由低变高而触发输出变化的就叫上升沿触发。也就是当测到的信号电位是从低到高也就是上升时就触发,叫做上升沿触发。

    ·下降沿触发

    数字电路中,数字电平从高电平(数字“1”)变为低电平(数字“0”)的那一瞬间叫作下降沿。 [1]  下降沿触发是当信号有下降沿时的开关动作,当电位由高变低而触发输出变化的就叫下降沿触发。也就是当测到的信号电位是从高到低也就是下降时就触发,叫做下降沿触发。

    那么我们可以很好的理解两种触发:

    上升沿触发 就是当电压从低变高时触发中断
    下降沿触发 就是当电压从高变低时触发中断

     

    当然,上升沿与下降沿检测的是电平变化的一瞬间,就会产生中断,这个时间是us级别的,但是如果中断引脚检测到一直保持低/高电平,则无法产生下次中断,也就是中断只会触发一次,只有在下次电平发生变化时才会重新触发中断

    注意事项:

    1 边沿触发就是单片机在上一次机器周期内,检测到中断引脚口为高电平,这一次机器周期内检测到为低电平,则会申请产生中断,所以为us级别

    2 下降沿触发是锁存中断信号的,由D触发器记忆,意即:即使当时CPU来不及响应中断,外部中断信号撤消后,由于D触发器的记忆作用,消失的中断信号仍然有效,直到中断被响应并进入中断ISR,记忆的中断信号才会由硬件清除。 这也是为什么边沿触发只能触发一次的原因

    3.对于单片机的中断引脚,如果你另一端接的是VCC 则需要设置成上升沿或者高电平触发 如果你接的是GND 就可以设置成下降沿或者低电平触发

    区别:

    我们可以理解,电平触发在你一直按着按键的时候会一直进入中断,边沿触发则是只会触发一次,再次按下才会重新触发,这就给我们不同的应用功能提供了选择,使得我们可以在不同个工作下选择适合的模式,边沿触发适用于对对时间要求高的,比如中断中有计数之类的(GATE门控位置1时),而电平触发则适合报警装置,

     

    51单片机的具体讲解与实现:

    在51中,为了方便区分两种方式,用IT0/IT1,将低电平触发和下降沿触发这两种方式转化成对应的信号:IT0/IT1的高电平和低电平

    ,IT0/IT1高电平则为下降沿触发,IT0/IT1低电平则为低电平触发

      IT0=1;//跳变沿出发方式(下降沿)

      IT0=0;//电平触发

    而在有中断触发之后,是否允许进行该中断,则对应的转换为 EX0 EX1的高低电平来实现  

    EX0 EX1为高电平则允许中断,EX0 EX1为低电平则不允许中断

      EX1=1;//打开INT1的中断允许

      EX1=0;//关闭INT1的中断允许

    而我们的外部中断,定时器中断,串口中断,等等,都只是中断的一个分支,在打开分支之后,相对应的要打开“总闸” EA

    EA的作用相当于一个”总闸“,而EX0 EX1只是支线上的一个开关 ,再打开分支开关之后,需要打开总开关,才能够进行中断

    简单来说 ,EA等于告诉单片机是否可以进行中断这个操作,而EX0 EX1等于是否允许外部触发中断进行, 

    EA=1;//打开总中断  

    EA=0;//关闭总中断  

    在允许中断操作进行之后,如果有好几个中断应该怎么怎么办呢,如果谁也不服谁,都抢着说我先,那么MCU估计没两天就罢工告竭了,这时候便需要设置中断优先级,告诉每个中断谁应该先,谁应该后,大家礼尚往来,系统才能正常工作  当然在51中有着一个默认的优先级,依次是:外中断0,定时器0,外中断1,定时器1,串口   有多个中断时,会先进行前面的中断

    void函数名()    interrupt 2 using 工作组        //外部中断1的中断函数 

    {

      //吧啦吧啦代码

    }

    interrupt后面跟的数字代表使用哪一个中断通道,
    0 外部中断0 
    1 定时器0 
    2 外部中断1 
    3 定时器1 
    4 串行中断

    工作组一般不用设置,在程序编译时会自动分配

    这样子外部触发中断的配置就配置好了,其他的中断配置和它都是类似的,同学们学会这个51的中断基本就可以举一反三,有一个更好的认识

    低电平触发:

    在51中:低电平触发是当管脚INTO/INT1(P3.2/P3,3)为低电平时,被单片机检测到后,就认为有中断请求,EX0/EX1置高电平,向CPU发出中断请求;则进入中断

    下降沿触发:

    边沿触发就是当管脚INTO/INT1有由高电平变低电平的过程时,就认为有中断请求,EX0/EX1置高电平,向CPU发出中断请求,进入中断。

     

     

                                                                 

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  • FPGA实现边沿检测电路(上升沿下降沿

    千次阅读 多人点赞 2021-01-04 19:00:28
    提示:文章写完后,目录可以自动生成,...边沿检测用于检测信号的上升沿下降沿,通常用于使能信号的捕捉等场景。 二、使用一级触发器的边沿检测电路 1.代码实现 代码如下: module detect( input clk, input..
  • 在看芯片pdf文档的时候总是容易被迷糊,总结一下,通过看时序图了解到底是上升沿还是下降沿读写数据! 首先必须明白的几个术语: 1. ReadWrite:ReadWrite均是指MCU的读写。 2. OutputInput:在芯片...

空空如也

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上升沿和下降沿触发