Mis603开发板MB SOC开发教程：第七章 串口中断实验

前面章节中我们打印的测试结果都是通过JTAG返回控制台的，这章我们将在MB系统中添加一个串口，利用此串口可进行相关的调试，并完成一个串口的中断实验。

◎紧接第六章工程，打开XPS系统，在工程中添加AXI UART(Lite)IP，在弹出对话框中选择yes。

◎点击该ip，打开配置程序，选择默认。波特率9600bps，8位，无奇偶校验位。

◎单击axi_uart_lite，将名称命名为RS232。可以看到RS232挂到了MB系统的AXI4Lite0总线上。

◎在Ports中，打开RS232的下拉菜单，将RS232中断连接到中断控制器上。

◎可以看到，加上前两章，此时已有3个中断系统挂在中断控制intc0下了。

◎在ExternalPorts中可以看到，RS232的两个接口已接到外面了。

◎在mis603_soc.mhs文件中，已经可以看到串口的两个PORT了。

◎打开mis603_soc.ucf文件，为RS232的两个引脚配置约束。

◎保存后，在Hardware下运行Generate NetList，产生网表。

◎打开SDK文件,在SDK中新建个工程,工程命名为Uart_Interrupt,以helloworld为模板。

◎将helloworld.c文件命名为uart_intr.c文件。

◎先写个程序来测试下，RS232是否能正常通信。我们从上位机中发送数据，当接收到数据后，立即发送至上位机，做一个环路测试。

/*    * uart_intr.c    *    *   Created on: 2016-1-14    *       Author: Milinker Xu    */    #include <stdio.h>    #include "xparameters.h"    #include "xuartlite_l.h"    #include "xuartlite.h"    #include "platform.h"    int main()    {        unsigned char rx_data;      //8 bit接收数据        unsigned char i;           init_platform();           while(1)    {    //check receiver buffer is empty or not            if(!XUartLite_IsReceiveEmpty(XPAR_UARTLITE_1_BASEADDR))                     {           //delay             for (i=100;i>0;i--);                               //receive one byte             rx_data  = XUartLite_RecvByte(XPAR_UARTLITE_1_BASEADDR);                  //delay           for (i=100;i>0;i--);                                   //send one byte                      XUartLite_SendByte(XPAR_UARTLITE_1_BASEADDR,rx_data);             //delay    for (i=100;i>0;i--);                                               }        }        return 0;    }

◎将ISE生成的bit文件下载后，在运行UART_INTR工程，在run configuration新建一个UART_INTR Debug，中默认即可。

◎将J5连接到PC机的串口，安装好驱动程序。打开串口调试助手，设置好波特率。

◎在发送串口输入发送数据，选择自动发送模式，再打开串口。这样串口调试助手中就能收到发送端的数据，证明发送与接收通信正常。

◎在发送串口输入发送数据，选择自动发送模式，再打开串口。这样串口调试助手中就能收到发送端的数据，证明发送与接收通信正常。

◎同前几节一样，新建几个文件：1.uart中断设置文件，uart_intr_initial_set.c；2.串口中断处理函数文件uart_intr_handler.c；3.串口中断头文件。

◎在uart_intr_initial_set.c文件主要包括两方面：中断控制器初始化和串口初始化。中断控制器初始化包括：初始化中断、使能中断、外部中断初始化、外部中断处理子函数和启动中断。串口初始化包括：串口控制器初始化、串口中断与中断控制器直接映射、以及使能串口中断程序。代码如下所示。

/*    * uart_intr_initial.c    *    *   Created on: 2016-1-14    *       Author: Milinker XU    */       #include "uart_intr.h"       void Uart_Init(XIntc* IntcInstancePtr,XUartLite* UartInstancePtr,u16 DeviceId,u16 IntrId)    {        XUartLite_Initialize(UartInstancePtr,  DeviceId);        XIntc_Connect(IntcInstancePtr, IntrId,(XInterruptHandler)uart_intr_handler,(void*)UartInstancePtr);        XUartLite_EnableInterrupt(UartInstancePtr);    }       void intr_set(void) //设置中断    {        intr_init(&Intc,  XPAR_INTC_0_DEVICE_ID);//初始化中断        Uart_Init(&Intc,&Uart,XPAR_UARTLITE_1_DEVICE_ID,XPAR_INTC_0_UARTLITE_1_VEC_ID);//初始化GPIO中断    }       void intr_init(XIntc *IntcInstancePtr, u16 DeviceId)    {        XIntc_Initialize(IntcInstancePtr,  DeviceId);//初始化中断         XIntc_Enable(&Intc, XPAR_INTC_0_UARTLITE_1_VEC_ID);//使能中断        Xil_ExceptionInit();         Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT, (Xil_ExceptionHandler)XIntc_InterruptHandler,IntcInstancePtr);        Xil_ExceptionEnable();        XIntc_Start(IntcInstancePtr,  XIN_REAL_MODE);//启动中断    }

◎uart_intr_handler.c文件中，主要是串口中断子程序的调用。当串口接收到数据时，通过读取状态寄存器来判断，进入中断，中断子程序将接收到的数据发送回去。

/*    * uart_intr_handler.c    *  Created on: 2016-1-14    *       Author: Administrator    */    #include "uart_intr.h"    void uart_intr_handler(void *CallbackRef)//中断函数    {        u8 ReadByte;        u32 IsrStatus;        XUartLite *InstancePtr= (XUartLite *)CallbackRef;        //读取状态寄存器        IsrStatus = XUartLite_ReadReg(InstancePtr->RegBaseAddress,XUL_STATUS_REG_OFFSET);    while(IsrStatus &  XUL_SR_RX_FIFO_VALID_DATA)        {            //读取数据            ReadByte=XUartLite_ReadReg(InstancePtr->RegBaseAddress,XUL_RX_FIFO_OFFSET);            //发送数据            XUartLite_WriteReg(InstancePtr->RegBaseAddress,XUL_TX_FIFO_OFFSET,ReadByte);            //读取状态寄存器            IsrStatus = XUartLite_ReadReg(InstancePtr->RegBaseAddress,XUL_STATUS_REG_OFFSET);        }    }

◎这样在主函数中只需要调用中断设置函数intr_set()即可。uart_intr.h文件中依然包含各类头文件和函数声明。

#include "uart_intr.h"    int main(void)    {        Xil_ICacheEnable();        intr_set();        while(1)            ;    }

◎将程序下载到板子上，运行该工程，打开串口调试助手，输入发送数据，可以看到接收到一样的数据。

◎或许有人就不理解了，既然结果是一致的，为什么还要用到中断，直接用第一中方法不是一样么。这里需要做下解释，串口中断是指无论程序工作在什么状态，只要串口端接收到数据，就立即跳转到中断函数执行，完成后继续返回原程序进行后续操作。而第一种方法采用查询的方式，不断读取串口标志位，查询是否有数据接收到。程序需要不停地读取状态寄存器，才能够判断是否接收到数据，两者相比，效率明显低下，且占据了程序空间。

◎UART程序中，有两个重要的头文件。xuartlite.h文件。这两个文件分别包含了串口的初始化，发送，接收，状态寄存器和使能中断控制。Xuartlite_l.h文件包含一些寄存器的偏移地址，在读写数据和状态寄存器时都需用到。至于具体的寄存器操作和API调用，需要慢慢积累。