i.MX RT开发笔记-08 | i.MX RT1062嵌套中断向量控制器NVIC（按键中断检测）
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了i.MX RT开发笔记-08 | i.MX RT1062嵌套中断向量控制器NVIC（按键中断检测）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
系列文章目录
- i.MX RT开发笔记-01 | 初识 i.MX RT1062 跨界MCU
- i.MX RT开发笔记-02 | i.MX RT1062开发环境搭建（MDK芯片包、NXP SDK详解）
- i.MX RT开发笔记-03 | i.MX RT1062地址空间映射
- i.MX RT开发笔记-04 | i.MX RT1062启动方式
- i.MX RT开发笔记-05 | 新建 MDK 不同版本工程（SRAM调试版本、Nor Flash下载版本）
- i.MX RT开发笔记-06 | i.MX RT1062 使用 IOMUXC 和 GPIO 点亮LED
- i.MX RT开发笔记-07 | 创建基于 SDK 的 Keil-MDK 工程模板
环境说明：
- MDK版本：5.30
- SDK版本：2.9.3
一、NVIC
NVIC全称Nested Vectored Interrupt Controller，嵌套中断向量控制器，属于ARM Cortex-M7内核的外设，使用方法基本和STM32相同，如果想了解更多关于 NVIC的描述，可以阅读ARM官方手册：
- 《DDI0489D_cortex_m7_trm》(Cortex-M7技术参考手册)
1. 中断源（中断号）
中断系统首先需要可以产生中断信号的中断源，ARM Cortex-M7 内核中的 NVIC 最大支持 240 个中断源，NXP在 RT1062 中支持 174 个中断源：
/** Interrupt Number Definitions */
#define NUMBER_OF_INT_VECTORS 174 /**< Number of interrupts in the Vector table */
RT1062支持的所有中断源使用枚举类型映射为中断号表示，类型为 IRQn_Type，在头文件MIMXRT1062.h中定义，代码如下：
typedef enum IRQn {
/* Auxiliary constants */
NotAvail_IRQn = -128, /**< Not available device specific interrupt */
/* Core interrupts */
NonMaskableInt_IRQn = -14, /**< Non Maskable Interrupt */
HardFault_IRQn = -13, /**< Cortex-M7 SV Hard Fault Interrupt */
MemoryManagement_IRQn = -12, /**< Cortex-M7 Memory Management Interrupt */
BusFault_IRQn = -11, /**< Cortex-M7 Bus Fault Interrupt */
UsageFault_IRQn = -10, /**< Cortex-M7 Usage Fault Interrupt */
SVCall_IRQn = -5, /**< Cortex-M7 SV Call Interrupt */
DebugMonitor_IRQn = -4, /**< Cortex-M7 Debug Monitor Interrupt */
PendSV_IRQn = -2, /**< Cortex-M7 Pend SV Interrupt */
SysTick_IRQn = -1, /**< Cortex-M7 System Tick Interrupt */
/* Device specific interrupts */
DMA0_DMA16_IRQn = 0, /**< DMA channel 0/16 transfer complete */
//...
GPIO6_7_8_9_IRQn = 157 /**< GPIO6, GPIO7, GPIO8, GPIO9 interrupt */
} IRQn_Type;
在 RT1062 中有 174 个中断源， 其中有些中断信号是内核在运行程序的过程中发出的，大部分中断信号都是由外设产生的。
外设虽然可以产生中断信号，但默认时关闭的，需要我们手动去配置才可以产生，比如串口中断、定时器中断等。
2. 中断使能
如果每个外设产生中断信号后都可以直接触发 CPU 去响应中断，那系统可就乱套了~
所以按照中断源的紧急程度，将这些中断源分为三类：
- 不可用中断NotAvail_IRQn：系统保留，不使用
- 不可屏蔽中断NonMaskableInt_IRQn（NMI）：不可屏蔽中断，任何情况下都会被CPU响应
- 可屏蔽中断：剩下的所有，都可以由NVIC控制是否被CPU响应
所以，NVIC->ICERx 寄存器用来控制每个中断源是否使能：
那么，如何来访问内核中NVIC的寄存器呢？这个时候CMSIS-Core就要派上用场啦！
CMSIS-Core 是ARM为了屏蔽不同厂商之间操作内核的差异，提供了一层抽象层，只要是ARM Cortex-M的内核都可以调用CMSIS-Core的API去操作，其核心就是一个头文件core_cm7.h（7是指Cortex-M7）：
#include "core_cm7.h" /* Core Peripheral Access Layer */
在该头文件中，我们可以方便的去调用 API 使能某个中断，如下：
/**
\\brief Enable Interrupt
\\details Enables a device specific interrupt in the NVIC interrupt controller.
\\param [in] IRQn Device specific interrupt number.
\\note IRQn must not be negative.
*/
__STATIC_INLINE void __NVIC_EnableIRQ(IRQn_Type IRQn)
{
if ((int32_t)(IRQn) >= 0)
{
__COMPILER_BARRIER();
NVIC->ISER[(((uint32_t)IRQn) >> 5UL)] = (uint32_t)(1UL << (((uint32_t)IRQn) & 0x1FUL));
__COMPILER_BARRIER();
}
}
也可以方便的去调用 API 失能某个中断：
/**
\\brief Disable Interrupt
\\details Disables a device specific interrupt in the NVIC interrupt controller.
\\param [in] IRQn Device specific interrupt number.
\\note IRQn must not be negative.
*/
__STATIC_INLINE void __NVIC_DisableIRQ(IRQn_Type IRQn)
{
if ((int32_t)(IRQn) >= 0)
{
NVIC->ICER[(((uint32_t)IRQn) >> 5UL)] = (uint32_t)(1UL << (((uint32_t)IRQn) & 0x1FUL));
__DSB();
__ISB();
}
}
细心的同学不难发现，这两个API传入的参数，刚好是在MIMXRT1062.h头文件中的中断号枚举类型 IRQn_Type，所以，你应该知道如何使用了吧~
在 NXP 提供的 FSL固件库fsl_common.h中，对CMSIS-Core提供的API再次进行了封装：
/*!
* @brief Enable specific interrupt.
*
* Enable LEVEL1 interrupt. For some devices, there might be multiple interrupt
* levels. For example, there are NVIC and intmux. Here the interrupts connected
* to NVIC are the LEVEL1 interrupts, because they are routed to the core directly.
* The interrupts connected to intmux are the LEVEL2 interrupts, they are routed
* to NVIC first then routed to core.
*
* This function only enables the LEVEL1 interrupts. The number of LEVEL1 interrupts
* is indicated by the feature macro FSL_FEATURE_NUMBER_OF_LEVEL1_INT_VECTORS.
*
* @param interrupt The IRQ number.
* @retval kStatus_Success Interrupt enabled successfully
* @retval kStatus_Fail Failed to enable the interrupt
*/
static inline status_t EnableIRQ(IRQn_Type interrupt)
{
//...
}
同样，失能的API也有对应的封装：
static inline status_t DisableIRQ(IRQn_Type interrupt)
{
//...
}
3. 中断优先级
174 个中断源非常丰富，但群龙无首可不行，需要按辈分来，大人说话小孩子是不可以打断的~
NVIC最大支持256个中断优先级，疯狂暗示它的中断优先级寄存器有8位起作用，但一般厂商生产MCU时，通常只用到 4 位就够了，所以 RT1062 最大支持 16 个中断优先级。
#define __NVIC_PRIO_BITS 4 /**< Number of priority bits implemented in the NVIC */
4. 中断处理函数
中断处理函数的地址称为中断向量表（标号__Vectors），在RT1062在启动文件定义，每个中断源都提供了默认的中断处理函数弱定义，用户可以重新实现。
比如以Systick中断处理函数 SysTick_Handler 为例：
二、GPIO外设中断
1. 概述
RT1062每个GPIO外设的32个引脚都可以触发输入中断，但需要注意的是：每个GPIO外设只拥有两个中断编号（GPIO1有点特殊），以GPIO1外设为例：
- GPIO1_Combined_0_15_IRQHandler：低16位的引脚共用该编号；
- GPIO1_Combined_16_31_IRQHandler：高16位的引脚共用该编号；
GPIO外设拥有三个寄存器用于中断相关：
① GPIOx_IMR寄存器用于控制是否使能该引脚的中断：
② GPIOx_ICR1和GPIO_ICR2寄存器用于配置中断触发条件：
其中每 2 位用来配置一个引脚，比如ICR0和ICR1用来配置该外设第0个引脚：
③ 16个引脚共用一个中断源，所以需要查询中断状态寄存器 GPIOx_ISR 来判断哪个引脚发生了中断：
该标志位由硬件自动置位，软件中向该位写1清空标志位。
2. 添加按键中断检测驱动
在 BSP 文件夹中新建 bsp_key.h和bsp_key.c，并添加到工程中。
编写bsp_key.h文件：
#ifndef _BSP_KEY_H_
#define _BSP_KEY_H_
#include "fsl_gpio.h"
#define KEY1_GPIO GPIO4
#define KEY1_GPIO_PIN (20U)
#define KEY1_GPIO_IRQ GPIO4_Combined_16_31_IRQn
#define KEY1_GPIO_IRQ_HANDLER GPIO4_Combined_16_31_IRQHandler
#define KEY2_GPIO GPIO1
#define KEY2_GPIO_PIN (11U)
#define KEY2_GPIO_IRQ GPIO1_Combined_0_15_IRQn
#define KEY2_GPIO_IRQ_HANDLER GPIO1_Combined_0_15_IRQHandler
extern volatile bool g_KEY1_Signal;
extern volatile bool g_KEY2_Signal;
void bsp_key_init(char num);
#endif /* _BSP_LED_H_ */
编写bsp_key.c文件：
#include "bsp_key.h"
volatile bool g_KEY1_Signal = false;
volatile bool g_KEY2_Signal = false;
void bsp_key_init(char num)
{
/* Define the init structure for the input switch pin */
gpio_pin_config_t sw_config = {kGPIO_DigitalInput, 0, kGPIO_IntLowLevel};
switch (num) {
case 1:
/* Init input switch GPIO. */
GPIO_PinInit(KEY1_GPIO, KEY1_GPIO_PIN, &sw_config);
/* Enable GPIO pin interrupt */
GPIO_PortEnableInterrupts(KEY1_GPIO, 1U << KEY1_GPIO_PIN);
/* NVIC enable. */
EnableIRQ(KEY1_GPIO_IRQ);
break;
case 2:
/* Init input switch GPIO. */
GPIO_PinInit(KEY2_GPIO, KEY2_GPIO_PIN, &sw_config);
/* Enable GPIO pin interrupt */
GPIO_PortEnableInterrupts(KEY2_GPIO, 1U << KEY2_GPIO_PIN);
/* NVIC enable. */
EnableIRQ(KEY2_GPIO_IRQ);
break;
default:
break;
}
}
void KEY1_GPIO_IRQ_HANDLER(void)
{
GPIO_PortClearInterruptFlags(KEY1_GPIO, 1U << KEY1_GPIO_PIN);
g_KEY1_Signal = true;
}
void KEY2_GPIO_IRQ_HANDLER()
{
GPIO_PortClearInterruptFlags(KEY2_GPIO, 1U << KEY2_GPIO_PIN);
g_KEY2_Signal = true;
}
3. 编写测试程序
#include "pin_mux.h"
#include "clock_config.h"
#include "board.h"
#include "bsp_led.h"
#include "bsp_key.h"
int main(void)
{
/* Board pin, clock */
BOARD_ConfigMPU();
BOARD_InitPins();
BOARD_BootClockRUN();
/* bsp init */
bsp_led_init();
bsp_key_init(1);
bsp_key_init(2);
/* led on */
bsp_led_ctl(0);
while (1) {
if (g_KEY1_Signal) {
g_KEY1_Signal = false;
bsp_led_ctl(1);
}
if (g_KEY2_Signal) {
g_KEY2_Signal = false;
bsp_led_ctl(0);
}
}
}
以上是关于i.MX RT开发笔记-08 | i.MX RT1062嵌套中断向量控制器NVIC（按键中断检测）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
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