PYNQ-Z2 初识(十一) Zynq的中断

最新推荐文章于 2025-05-18 14:27:02 发布
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中断

对于一个嵌入式系统而言，实时性是很重要的东西，而保证cpu对某个时间的实时响应往往就要依靠中断。

用单片机的时候经常提到中断这个概念，一般来讲，其实就是当某个事件发生时，会将一个信号送到cpu的中断引脚，而cpu接到这个中断信号后就立刻放下手头的事情，去先搞定这个不速之客，所以脚中断嘛。

之前那个led闪灯就随便查询按键就会有不灵的情况，如果有中断就会好很多了。

PS的定时器中断

我这里图省事直接把之前的ps端led工程另存为了新工程ps_timertick开始操作，也可以重头再来。

PS中的定时器由于不需要管脚输出，就不配置管脚了，直接启动SDK，里面这些历史残余统统删除！！！
在这里插入图片描述
然后重新launch SDK，欸嘿，新的硬件平台信息出现了，这次还是新建一个application工程，就叫ps_timer_tick吧，还用默认的hello world

如何用定时器

那定时器咋用咧
在这里插入图片描述
我们可以找到一个scutimer，后面有examples，打开看看，第一个就是中断例程，intr就是interrupt的简写。
在这里插入图片描述
咱们可以参考这个来写中断的程序

代码的编写

实现目标: 每秒让灯切换一次状态，并且从串口发送一个秒数如何？？？

就直接在例程上进行魔改吧，反正天下代码一大抄，首先把计数器最大值修改为cpu频率的一半，因为计数器时钟频率是cpu频率的一半，所以可以实现1秒中断一次。

#define TIMER_LOAD_VALUE	(XPAR_PS7_CORTEXA9_0_CPU_CLK_FREQ_HZ/2-1)

从定义可以查得cpu频率是

#define XPAR_PS7_CORTEXA9_0_CPU_CLK_FREQ_HZ 650000000

然后来到函数

int ScuTimerIntrExample(XScuGic *IntcInstancePtr, XScuTimer * TimerInstancePtr,
			u16 TimerDeviceId, u16 TimerIntrId)

找到计数次数

		/*
		 * If it has expired a number of times, then stop the timer
		 * counter and stop this example.
		 */
		if (TimerExpired == 3) {
			XScuTimer_Stop(TimerInstancePtr);
			break;
		}

由注释可知当达到这个次数的时候就停止这个example了，咱们给它改长点，比如一分钟，60次。

接下来找到中断处理函数

static void TimerIntrHandler(void *CallBackRef)
{
	XScuTimer *TimerInstancePtr = (XScuTimer *) CallBackRef;

	/*
	 * Check if the timer counter has expired, checking is not necessary
	 * since that's the reason this function is executed, this just shows
	 * how the callback reference can be used as a pointer to the instance
	 * of the timer counter that expired, increment a shared variable so
	 * the main thread of execution can see the timer expired.
	 */
	if (XScuTimer_IsExpired(TimerInstancePtr)) {
		XScuTimer_ClearInterruptStatus(TimerInstancePtr);
		TimerExpired++;
		if (TimerExpired == 3) {
			XScuTimer_DisableAutoReload(TimerInstancePtr);
		}
	}
}

修改if (TimerExpired == 3)的3为60
在其中的 XScuTimer_ClearInterruptStatus(TimerInstancePtr);后面添加打印时间的语句

printf("%d Second\n\r",TimerExpired);

除此之外还应该添加个变灯不是，补充缺失的头文件

#include "xil_io.h"
#include "xgpio.h"
#include <stdio.h>

然后在处理函数中添加之前的led开灯程序

接下来和之前一样烧写程序。

串口不断有信息传来
在这里插入图片描述
灯也不断闪烁。
在这里插入图片描述

PL的按键中断

直接就在刚才的平台改吧，回来添加一个AXI_GPIO让它连接btns，双击把gpio设置成btns，然后自动布线

打开新创建的AXI_GPIO，使能中断
在zynq中的中断有
在这里插入图片描述

因此我们接下来打开Zynq处理器，使能IRQ中断。
在这里插入图片描述

将刚刚生成的两个中断端口连接，Block design就完成了，又开始了漫长的bit stream生成。
然后依然是到SDK中
我们新建一个application 工程，就叫key_intr吧

我们导入axi0的intr例程，和之前一样。

（噢对因为例程不想改，所以我用按键用的是axi0😂）

然后添加led的相关代码，以及让他串口还返回按下的次数

烧写程序，有
在这里插入图片描述
灯有每次按键改变状态。

缺点就是没有防抖。。。。所以emmm哈哈哈哈哈

修改后的完整代码

/******************************************************************************
*
* Copyright (C) 2002 - 2015 Xilinx, Inc.  All rights reserved.
*
* Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
* of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
* in the Software without restriction, including without limitation the rights
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* furnished to do so, subject to the following conditions:
*
* The above copyright notice and this permission notice shall be included in
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*
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* IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
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* SOFTWARE.
*
* Except as contained in this notice, the name of the Xilinx shall not be used
* in advertising or otherwise to promote the sale, use or other dealings in
* this Software without prior written authorization from Xilinx.
*
******************************************************************************/
/*****************************************************************************/
/**
* @file xgpio_intr_tapp_example.c
*
* This file contains a design example using the GPIO driver (XGpio) in an
* interrupt driven mode of operation. This example does assume that there is
* an interrupt controller in the hardware system and the GPIO device is
* connected to the interrupt controller.
*
* This file is used in the Peripheral Tests Application in SDK to include a
* simplified test for gpio interrupts.

* The buttons and LEDs are on 2 separate channels of the GPIO so that interrupts
* are not caused when the LEDs are turned on and off.
*
* <pre>
* MODIFICATION HISTORY:
*
* Ver   Who  Date	 Changes
* ----- ---- -------- -------------------------------------------------------
* 2.01a sn   05/09/06 Modified to be used by TestAppGen to include test for
*		      interrupts.
* 3.00a ktn  11/21/09 Updated to use HAL Processor APIs and minor changes
*		      as per coding guidelines.
* 3.00a sdm  02/16/11 Updated to support ARM Generic Interrupt Controller
* 4.1   lks  11/18/15 Updated to use canonical xparameters and
*		      clean up of the comments and code for CR 900381
* 4.3   ms   01/23/17 Modified xil_printf statement in main function to
*                     ensure that "Successfully ran" and "Failed" strings
*                     are available in all examples. This is a fix for
*                     CR-965028.
*
*</pre>
*
******************************************************************************/

/***************************** Include Files *********************************/

#include "xparameters.h"
#include "xgpio.h"
#include "xil_exception.h"
#include "xil_io.h"
#include "xgpio.h"

#ifdef XPAR_INTC_0_DEVICE_ID
 #include "xintc.h"
 #include <stdio.h>
#else
 #include "xscugic.h"
 #include "xil_printf.h"
#endif

/************************** Constant Definitions *****************************/
#ifndef TESTAPP_GEN
/*
 * The following constants map to the XPAR parameters created in the
 * xparameters.h file. They are defined here such that a user can easily
 * change all the needed parameters in one place.
 */
#define GPIO_DEVICE_ID		XPAR_GPIO_0_DEVICE_ID
#define GPIO_CHANNEL1		1

#ifdef XPAR_INTC_0_DEVICE_ID
 #define INTC_GPIO_INTERRUPT_ID	XPAR_INTC_0_GPIO_0_VEC_ID
 #define INTC_DEVICE_ID	XPAR_INTC_0_DEVICE_ID
#else
 #define INTC_GPIO_INTERRUPT_ID	XPAR_FABRIC_AXI_GPIO_0_IP2INTC_IRPT_INTR
 #define INTC_DEVICE_ID	XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID
#endif /* XPAR_INTC_0_DEVICE_ID */

/*
 * The following constants define the positions of the buttons and LEDs each
 * channel of the GPIO
 */
#define GPIO_ALL_LEDS		0xFFFF
#define GPIO_ALL_BUTTONS	0xFFFF

/*
 * The following constants define the GPIO channel that is used for the buttons
 * and the LEDs. They allow the channels to be reversed easily.
 */
#define BUTTON_CHANNEL	 1	/* Channel 1 of the GPIO Device */
#define LED_CHANNEL	 2	/* Channel 2 of the GPIO Device */
#define BUTTON_INTERRUPT XGPIO_IR_CH1_MASK  /* Channel 1 Interrupt Mask */

/*
 * The following constant determines which buttons must be pressed at the same
 * time to cause interrupt processing to stop and start
 */
#define INTERRUPT_CONTROL_VALUE 0x7

/*
 * The following constant is used to wait after an LED is turned on to make
 * sure that it is visible to the human eye.  This constant might need to be
 * tuned for faster or slower processor speeds.
 */
#define LED_DELAY	1000000

#endif /* TESTAPP_GEN */

#define INTR_DELAY	0x2FFFFFFF

#ifdef XPAR_INTC_0_DEVICE_ID
 #define INTC_DEVICE_ID	XPAR_INTC_0_DEVICE_ID
 #define INTC		XIntc
 #define INTC_HANDLER	XIntc_InterruptHandler
#else
 #define INTC_DEVICE_ID	XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID
 #define INTC		XScuGic
 #define INTC_HANDLER	XScuGic_InterruptHandler
#endif /* XPAR_INTC_0_DEVICE_ID */

/************************** Function Prototypes ******************************/
void GpioHandler(void *CallBackRef);

int GpioIntrExample(INTC *IntcInstancePtr, XGpio *InstancePtr,
			u16 DeviceId, u16 IntrId,
			u16 IntrMask, u32 *DataRead);

int GpioSetupIntrSystem(INTC *IntcInstancePtr, XGpio *InstancePtr,
			u16 DeviceId, u16 IntrId, u16 IntrMask);

void GpioDisableIntr(INTC *IntcInstancePtr, XGpio *InstancePtr,
			u16 IntrId, u16 IntrMask);

/************************** Variable Definitions *****************************/

/*
 * The following are declared globally so they are zeroed and so they are
 * easily accessible from a debugger
 */
XGpio Gpio; /* The Instance of the GPIO Driver */

INTC Intc; /* The Instance of the Interrupt Controller Driver */


static u16 GlobalIntrMask; /* GPIO channel mask that is needed by
			    * the Interrupt Handler */

static volatile u32 IntrFlag; /* Interrupt Handler Flag */

/****************************************************************************/
/**
* This function is the main function of the GPIO example.  It is responsible
* for initializing the GPIO device, setting up interrupts and providing a
* foreground loop such that interrupt can occur in the background.
*
* @param	None.
*
* @return
*		- XST_SUCCESS to indicate success.
*		- XST_FAILURE to indicate failure.
*
* @note		None.
*
*****************************************************************************/
#ifndef TESTAPP_GEN
int main(void)
{
	int Status;
	u32 DataRead;
	u8 count =0 ;
	XGpio led;
	XGpio_Initialize(&led,XPAR_AXI_GPIO_1_DEVICE_ID);
	XGpio_SetDataDirection(&led,1,0x00);
	while(1){
	  print(" Press button to Generate Interrupt\r\n");

	  Status = GpioIntrExample(&Intc, &Gpio,
				   GPIO_DEVICE_ID,
				   INTC_GPIO_INTERRUPT_ID,
				   GPIO_CHANNEL1, &DataRead);

	if (Status == 0 ){
		if(DataRead == 0)
			print("No button pressed. \r\n");
		else{
			print("Successfully ran Gpio Interrupt Tapp Example\r\n");
			count ++;
			printf("%d counts \n\r",count);
			if (count %2 == 1)
			{
				XGpio_DiscreteWrite(&led,1,0x0);}
			else
			{XGpio_DiscreteWrite(&led,1,0xf);}
		}
	} else {
		 print("Gpio Interrupt Tapp Example Failed.\r\n");

		 return XST_FAILURE;
	}
	}
	return XST_SUCCESS;
}
#endif

/******************************************************************************/
/**
*
* This is the entry function from the TestAppGen tool generated application
* which tests the interrupts when enabled in the GPIO
*
* @param	IntcInstancePtr is a reference to the Interrupt Controller
*		driver Instance
* @param	InstancePtr is a reference to the GPIO driver Instance
* @param	DeviceId is the XPAR_<GPIO_instance>_DEVICE_ID value from
*		xparameters.h
* @param	IntrId is XPAR_<INTC_instance>_<GPIO_instance>_IP2INTC_IRPT_INTR
*		value from xparameters.h
* @param	IntrMask is the GPIO channel mask
* @param	DataRead is the pointer where the data read from GPIO Input is
*		returned
*
* @return
*		- XST_SUCCESS if the Test is successful
*		- XST_FAILURE if the test is not successful
*
* @note		None.
*
******************************************************************************/
int GpioIntrExample(INTC *IntcInstancePtr, XGpio* InstancePtr, u16 DeviceId,
			u16 IntrId, u16 IntrMask, u32 *DataRead)
{
	int Status;
	u32 delay;

	/* Initialize the GPIO driver. If an error occurs then exit */
	Status = XGpio_Initialize(InstancePtr, DeviceId);
	if (Status != XST_SUCCESS) {
		return XST_FAILURE;
	}

	Status = GpioSetupIntrSystem(IntcInstancePtr, InstancePtr, DeviceId,
					IntrId, IntrMask);
	if (Status != XST_SUCCESS) {
		return XST_FAILURE;
	}

	IntrFlag = 0;
	delay = 0;

	while(!IntrFlag && (delay < INTR_DELAY)) {
		delay++;
	}

	GpioDisableIntr(IntcInstancePtr, InstancePtr, IntrId, IntrMask);

	*DataRead = IntrFlag;

	return Status;
}


/******************************************************************************/
/**
*
* This function performs the GPIO set up for Interrupts
*
* @param	IntcInstancePtr is a reference to the Interrupt Controller
*		driver Instance
* @param	InstancePtr is a reference to the GPIO driver Instance
* @param	DeviceId is the XPAR_<GPIO_instance>_DEVICE_ID value from
*		xparameters.h
* @param	IntrId is XPAR_<INTC_instance>_<GPIO_instance>_IP2INTC_IRPT_INTR
*		value from xparameters.h
* @param	IntrMask is the GPIO channel mask
*
* @return	XST_SUCCESS if the Test is successful, otherwise XST_FAILURE
*
* @note		None.
*
******************************************************************************/
int GpioSetupIntrSystem(INTC *IntcInstancePtr, XGpio *InstancePtr,
			u16 DeviceId, u16 IntrId, u16 IntrMask)
{
	int Result;

	GlobalIntrMask = IntrMask;

#ifdef XPAR_INTC_0_DEVICE_ID

#ifndef TESTAPP_GEN
	/*
	 * Initialize the interrupt controller driver so that it's ready to use.
	 * specify the device ID that was generated in xparameters.h
	 */
	Result = XIntc_Initialize(IntcInstancePtr, INTC_DEVICE_ID);
	if (Result != XST_SUCCESS) {
		return Result;
	}
#endif /* TESTAPP_GEN */

	/* Hook up interrupt service routine */
	XIntc_Connect(IntcInstancePtr, IntrId,
		      (Xil_ExceptionHandler)GpioHandler, InstancePtr);

	/* Enable the interrupt vector at the interrupt controller */
	XIntc_Enable(IntcInstancePtr, IntrId);

#ifndef TESTAPP_GEN
	/*
	 * Start the interrupt controller such that interrupts are recognized
	 * and handled by the processor
	 */
	Result = XIntc_Start(IntcInstancePtr, XIN_REAL_MODE);
	if (Result != XST_SUCCESS) {
		return Result;
	}
#endif /* TESTAPP_GEN */

#else /* !XPAR_INTC_0_DEVICE_ID */

#ifndef TESTAPP_GEN
	XScuGic_Config *IntcConfig;

	/*
	 * Initialize the interrupt controller driver so that it is ready to
	 * use.
	 */
	IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);
	if (NULL == IntcConfig) {
		return XST_FAILURE;
	}

	Result = XScuGic_CfgInitialize(IntcInstancePtr, IntcConfig,
					IntcConfig->CpuBaseAddress);
	if (Result != XST_SUCCESS) {
		return XST_FAILURE;
	}
#endif /* TESTAPP_GEN */

	XScuGic_SetPriorityTriggerType(IntcInstancePtr, IntrId,
					0xA0, 0x3);

	/*
	 * Connect the interrupt handler that will be called when an
	 * interrupt occurs for the device.
	 */
	Result = XScuGic_Connect(IntcInstancePtr, IntrId,
				 (Xil_ExceptionHandler)GpioHandler, InstancePtr);
	if (Result != XST_SUCCESS) {
		return Result;
	}

	/* Enable the interrupt for the GPIO device.*/
	XScuGic_Enable(IntcInstancePtr, IntrId);
#endif /* XPAR_INTC_0_DEVICE_ID */

	/*
	 * Enable the GPIO channel interrupts so that push button can be
	 * detected and enable interrupts for the GPIO device
	 */
	XGpio_InterruptEnable(InstancePtr, IntrMask);
	XGpio_InterruptGlobalEnable(InstancePtr);

	/*
	 * Initialize the exception table and register the interrupt
	 * controller handler with the exception table
	 */
	Xil_ExceptionInit();

	Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,
			 (Xil_ExceptionHandler)INTC_HANDLER, IntcInstancePtr);

	/* Enable non-critical exceptions */
	Xil_ExceptionEnable();

	return XST_SUCCESS;
}

/******************************************************************************/
/**
*
* This is the interrupt handler routine for the GPIO for this example.
*
* @param	CallbackRef is the Callback reference for the handler.
*
* @return	None.
*
* @note		None.
*
******************************************************************************/
void GpioHandler(void *CallbackRef)
{
	XGpio *GpioPtr = (XGpio *)CallbackRef;

	IntrFlag = 1;

	/* Clear the Interrupt */
	XGpio_InterruptClear(GpioPtr, GlobalIntrMask);

}

/******************************************************************************/
/**
*
* This function disables the interrupts for the GPIO
*
* @param	IntcInstancePtr is a pointer to the Interrupt Controller
*		driver Instance
* @param	InstancePtr is a pointer to the GPIO driver Instance
* @param	IntrId is XPAR_<INTC_instance>_<GPIO_instance>_VEC
*		value from xparameters.h
* @param	IntrMask is the GPIO channel mask
*
* @return	None
*
* @note		None.
*
******************************************************************************/
void GpioDisableIntr(INTC *IntcInstancePtr, XGpio *InstancePtr,
			u16 IntrId, u16 IntrMask)
{
	XGpio_InterruptDisable(InstancePtr, IntrMask);
#ifdef XPAR_INTC_0_DEVICE_ID
	XIntc_Disable(IntcInstancePtr, IntrId);
#else
	/* Disconnect the interrupt */
	XScuGic_Disable(IntcInstancePtr, IntrId);
	XScuGic_Disconnect(IntcInstancePtr, IntrId);
#endif
	return;
}
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