Mis603开发板MB SOC开发教程：第五章 系统定时器中断

    我们在前几章遇到延时，通常的做法是直接写个延时函数，但这样延时的时间其实是非常不精确的。那么如何在MB系统中，做出精准的延时呢。这一章我们通过定时器中断的方法来实现。首先得清楚，这里的定时器，是硬件系统提供的一个稳定的计数源。当定时器启动时，通过累加或累减的方式，当定时器的存储值溢出时，定时器就产生一个使能信号，MB系统由此产生定时中断，响应该信号。

◎紧接上一章的工程，在XPS中添加一个定时控制器。在弹出窗口中，将Only one Timer is present选中。关于IP的详细信息，xilinx公司在每个ip的窗口右上方的pdf文件来查看。

◎将该定时器与MB系统连接，修改定时器名称为，此时timer_0挂到了axi4lite总线下。

◎再添加一个中断控制器。该ip保持默认即可，将ip名称改为intc_0。同样，该ip自动添加到MB系统，通过axi4lite总线连接。

◎在MB系统中，将MB系统的中断和中断控制器相连。

◎在Ports端口中，为中断控制器添加中断信号源。点击intc_0下面的intr，单击即可。

◎从弹出对话框中，设置中断源为timer_0。

◎保存XPS文件后，点击Hardware->Generate Bitstream，产生bit文件。

◎启动SDK，新建个TIMER_INTR工程,选择Helloworld为模板，程序将在helloworld.c文件中编写。

◎将helloworld.c文件改成intr.c文件（备注：也可以自己新建文件,然后搭建个MB软件系统，但通常我习惯直接建个helloworld模板在上面做修改）。

◎初学者这时候就纠结了，做好了硬件平台，软件平台也搭建好了，那么如何写个定时器中断程序呢。这章我们来详细理解下各个头文件和BSP文件包的应用。

◎首先我们看看BSP包里面的头文件，在include文件夹下面，包含了一对乱起八糟的头文件。如下图所示。通常只有对具体的应用时，才查看对应的头文件。

◎本章节中，我们采用定时器定时，当定时器到达指定时间时，产生中断，MB系统在响应改中断后，通知外设该干嘛。这里，我们以LED来做测试，当MB系统开起定时器中断，定时器计时达到1s时，中断控制器通知MB系统，MB系统响应后，告知LED灯闪烁一次。基本示意图如下所示。

◎搞明白上面的流程图之后，我们需要的外设也就出来了，那么程序中所要用到的头文件也就清晰了。包括：

#include "xparameters.h"  MB参数：包含外设的地址、状态标志以及中断向量号等

#include "xgpio.h"         外设GPIO：IO初始化、如何往指定IO寄存器读写等、IO中断使能等

#include "xintc.h"         中断控制器：包括中断如何初始化、中断开始、中断枚举等

#include "xtmrctr.h"       定时器：定时器初始化、开始、启动、定时器状态函数等

#include "mb_interface.h" MB接口：MB接口同其他外设接口，包括硬件开中断、异常、启动指令缓存等

#include "platform.h"     MB系统的指令、数据缓存使能，MB系统平台初始化，作用其实不大

◎我们再定义几个文件。1.定义一个中断开启和设置的文件set_intc.c；2.定义一个中断响应文件，即中断处理程序文件handler_intc.c；3.包含各个文件中函数的头文件intc.h。

◎在set_intc.c文件中，对定时器0中断进行注册，开启中断并设置定时器开始计算值，产生中断信号。

#include "intc.h"                   //包含中断intc.h头文件    void set_intc(void)    {        //注册定时器0中断，中断处理函数到中断控制器,中断处理函数入口        XIntc_RegisterHandler(XPAR_INTC_0_BASEADDR,  XPAR_INTC_0_TMRCTR_0_VEC_ID,                  (XInterruptHandler) timer_int_handler, (void  *)XPAR_TIMER_0_BASEADDR);        //开启MB系统中断使能        microblaze_enable_interrupts();                    //启动所有中断寄存器控制器        XIntc_MasterEnable(XPAR_INTC_0_BASEADDR);                                              //使能定时器0中断        XIntc_EnableIntr(XPAR_INTC_0_BASEADDR,  XPAR_TIMER_0_INTERRUPT_MASK);              //设置定时器，主频100Mhz，周期10ns，1s即1000000000/10=100000000        XTmrCtr_SetLoadReg(XPAR_TIMER_0_BASEADDR,  0, 100000000);              //使能定时器0产生中断信号        XTmrCtr_EnableIntr(XPAR_TIMER_0_BASEADDR,  0);                              //设置定时器控制状态寄存器        XTmrCtr_SetControlStatusReg(XPAR_TIMER_0_BASEADDR,  0, XTC_CSR_ENABLE_TMR_MASK |                                                              XTC_CSR_ENABLE_INT_MASK  |                                                             XTC_CSR_AUTO_RELOAD_MASK |                                                             XTC_CSR_DOWN_COUNT_MASK);    }

[/table]

◎中断处理函数中，读取定时器控制状态寄存器，判断是否有中断产生，如果有，则led灯移位一次。

/*    * handler.c    *    *   Created on: 2016-1-12    *       Author: Administrator    */       #include  "intc.h"    /**************************  interrupt handler process****************************/       void  timer_intc_handler(void * baseaddr_p)    {        unsigned int rcs;        //读取定时器控制状态寄存器        rcs = XTmrCtr_GetControlStatusReg(XPAR_TIMER_0_BASEADDR,0);        //判断有中断产生，若有，led左移一位        if(rcs & XTC_CSR_INT_OCCURED_MASK)      // if interrupt is occurred        {            led<<=1;        }        //清除定时器控制状态寄存器        XTmrCtr_SetControlStatusReg(XPAR_TIMER_0_BASEADDR,0,  rcs);       }

◎在intc.h中，做了函数和全局变量的声明，还包括所需头文件的声明。

/*    * intc.h    *    *   Created on: 2016-1-12    *       Author: Administrator    */       #ifndef INTC_H_    #define INTC_H_       #include  "xparameters.h"    #include  "xgpio.h"    #include  "xintc.h"    #include  "xtmrctr.h"    #include  "mb_interface.h"    #include  "platform.h"       extern unsigned int  led;    void  set_timer_intc(void);    void  timer_intc_handler(void * baseaddr_p);       #endif /* INTC_H_ */

◎主函数中，调用中断设置函数，定义了个全局变量led，led通过mis603开发板上的灯显示。可以看出，每秒led灯移位一次。寄存器初始值的改变，将会是led状态发送变化。

◎这样，关于定时器中断的例子就到此结束了。中断是单片机系统中使用非常多的，在描述中断处理函数时，要确保函数处理简单，简洁，复杂的程序，可以在其他调用程序或主函数中进行。