3.5 独立按键中断实验

一、实验目的

本节课主要学习K210的独立按键以及中断的功能。

二、实验准备

1.实验元件

独立按键BOOT、RGB灯

2.元件特性

独立按键BOOT按下时IO口为低电平，松开为高电平。

3.硬件连接

K210开发板出厂默认已经焊接好BOOT按键和RGB灯。按键连接的引脚为IO16。RGB灯R连接的是IO6，G连接的是IO7, B连接的是IO8。

4.SDK中对应API功能

对应的头文件 plic.h

PLIC可以将任一外部中断源单独分配到每个 CPU 的外部中断上。这提供了强大的灵活性，能适应不同的应用需求。

PLIC模块可以设置中断回调函数，当触发中断时，会自动运行中断回调函数，并且可以配置中断优先级。

为用户提供以下接口：

• plic_init：PLIC初始化外部中断。

• plic_irq_enable：使能外部中断。

• plic_irq_disable：禁用外部中断。

• plic_set_priority：设置中断优先级。

• plic_get_priority：获取中断优先级。

• plic_irq_register：注册外部中断函数。

• plic_irq_deregister：注销外部中断函数。

三、实验原理

BOOT按键按下的时候会把电平拉低，松开的时候会把电平拉高，只需要检测BOOT按键的IO口的电平，如果是按下则会产生下降沿，松开会产生上升沿，以此的方式来检测并触发系统的中断，然后控制RGB灯亮或者灭。

四、实验过程

1.首先根据上面的硬件连接引脚图，K210的硬件引脚和软件功能使用的是FPIOA映射关系。

这里要注意的是程序里操作的都是软件引脚，所以需要先把硬件引脚映射成软件GPIO功能，操作的时候直接操作软件GPIO即可。

2.第二部需要初始化外部中断服务，并且使能全局中断。如果没有这一步操作，系统的中断就不会运行，所以也不会调用中断回调函数。

3.在使用RGB灯前需要初始化，也就是把RGB灯的软件GPIO设置为输出模式。

4.然后关闭RGB灯，同样是设置RGB灯的GPIO为高电平则可以让RGB灯熄灭。

5.使用BOOT按键同样需要初始化，设置BOOT键为上拉输入模式，设置按键的GPIO电平触发模式为上升沿和下降沿，也可以设置单上升沿或单下降沿等，设置BOOT按键的中断回调函数为key_irq_cb，参数为g_count, g_count是一个全局uint32_t变量，功能是记录电平触发的次数。

6.每次BOOT按下或者松开都会触发中断函数key_irq_cb，在中断里先读取当前按键的状态，保存到key_state中，并且通过串口打印出当前按键的状态，这里只是为了调试才在中断中打印信息的，在后续的开发中不建议这样操作。由于ctx为void型指针，void型指针表示不指定指针类型，所以我们需要新建一个uint32_t类型的指针tmp指向它，然后每次进中断tmp所指向的值自动加1，也就是g_count的值加1。最后是判断按键的状态，当按键为按下时，点亮红灯，当按键为松开时，关闭红灯。

7.最后是一个while(1)循环，这个是必须的，否则系统就会退出，不再运行。

8.编译调试，烧录运行

把本课程资料中的button复制到SDK中的src目录下，

然后进入build目录，运行以下命令编译。

cmake .. -DPROJ=button -G "MinGW Makefiles"

make

编译完成后，在build文件夹下会生成button.bin文件。

使用type-C数据线连接电脑与K210开发板，打开kflash，选择对应的设备，再将程序固件烧录到K210开发板上。

五、实验现象

烧录完成固件后，系统会弹出一个终端界面，如果没有弹出终端界面的可以打开串口助手显示调试内容。

打开电脑的串口助手，选择对应的K210开发板对应的串口号，波特率设置为115200，然后点击打开串口助手。注意还需要设置一下串口助手的DTR和RTS。在串口助手底部此时的4.DTR和7.RTS默认是红色的，点击4.DTR和7.RTS，都设置为绿色，然后按一下K210开发板的复位键。

按下BOOT按键不松开，可以看到RGB亮红灯，并且串口助手上显示IRQ The PIN is 0  count is 0，松开的时候会显示IRQ The PIN is 1  count is 1，每次按下或松开count的值都自动加1。

六、实验总结

1.BOOT按键与RGB同样适用GPIOHS的函数，只是按键使用输入模式，RGB使用输出模式。

2.使用外部中断前需要先初始化PLIC以及使能全局中断服务。

3.在中断回调函数中可以传入一个参数，参数类型可以传入自己需要的类型。

附：API

对应的头文件 plic.h

plic_init

描述

PLIC初始化外部中断。

函数原型

void plic_init(void)

参数

无。

返回值

无。

plic_irq_enable

描述

使能外部中断。

函数原型

int plic_irq_enable(plic_irq_t irq_number)

参数

返回值

plic_irq_disable

描述

禁用外部中断。

函数原型

int plic_irq_disable(plic_irq_t irq_number)

参数

返回值

plic_set_priority

描述

设置中断优先级。

函数原型

int plic_set_priority(plic_irq_t irq_number, uint32_t priority)

参数

返回值

plic_get_priority

描述

获取中断优先级。

函数原型

uint32_t plic_get_priority(plic_irq_t irq_number)

参数

返回值

irq_number中断的优先级。

plic_irq_register

描述

注册外部中断函数。

函数原型

int plic_irq_register(plic_irq_t irq, plic_irq_callback_t callback, void* ctx)

参数

返回值

plic_irq_deregister

描述

注销外部中断函数。

函数原型

int plic_irq_deregister(plic_irq_t irq)

参数

返回值

举例

/* 设置GPIOHS0的触发中断 */

int count = 0;

int gpiohs_pin_onchange_isr(void *ctx)

{

    int *userdata = (int *)ctx;

    *userdata++;

}

plic_init();

plic_set_priority(IRQN_GPIOHS0_INTERRUPT, 1);

plic_irq_register(IRQN_GPIOHS0_INTERRUPT, gpiohs_pin_onchange_isr, &count);

plic_irq_enable(IRQN_GPIOHS0_INTERRUPT);

sysctl_enable_irq();

数据类型

相关数据类型、数据结构定义如下：

·         plic_irq_t：外部中断号。

·         plic_irq_callback_t：外部中断回调函数。

plic_irq_t

描述

外部中断号。

定义

typedef enum _plic_irq

{

    IRQN_NO_INTERRUPT        = 0, /*!< The non-existent interrupt */

    IRQN_SPI0_INTERRUPT      = 1, /*!< SPI0 interrupt */

    IRQN_SPI1_INTERRUPT      = 2, /*!< SPI1 interrupt */

    IRQN_SPI_SLAVE_INTERRUPT = 3, /*!< SPI_SLAVE interrupt */

    IRQN_SPI3_INTERRUPT      = 4, /*!< SPI3 interrupt */

    IRQN_I2S0_INTERRUPT      = 5, /*!< I2S0 interrupt */

    IRQN_I2S1_INTERRUPT      = 6, /*!< I2S1 interrupt */

    IRQN_I2S2_INTERRUPT      = 7, /*!< I2S2 interrupt */

    IRQN_I2C0_INTERRUPT      = 8, /*!< I2C0 interrupt */

    IRQN_I2C1_INTERRUPT      = 9, /*!< I2C1 interrupt */

    IRQN_I2C2_INTERRUPT      = 10, /*!< I2C2 interrupt */

    IRQN_UART1_INTERRUPT     = 11, /*!< UART1 interrupt */

    IRQN_UART2_INTERRUPT     = 12, /*!< UART2 interrupt */

    IRQN_UART3_INTERRUPT     = 13, /*!< UART3 interrupt */

    IRQN_TIMER0A_INTERRUPT   = 14, /*!< TIMER0 channel 0 or 1 interrupt */

    IRQN_TIMER0B_INTERRUPT   = 15, /*!< TIMER0 channel 2 or 3 interrupt */

    IRQN_TIMER1A_INTERRUPT   = 16, /*!< TIMER1 channel 0 or 1 interrupt */

    IRQN_TIMER1B_INTERRUPT   = 17, /*!< TIMER1 channel 2 or 3 interrupt */

    IRQN_TIMER2A_INTERRUPT   = 18, /*!< TIMER2 channel 0 or 1 interrupt */

    IRQN_TIMER2B_INTERRUPT   = 19, /*!< TIMER2 channel 2 or 3 interrupt */

    IRQN_RTC_INTERRUPT       = 20, /*!< RTC tick and alarm interrupt */

    IRQN_WDT0_INTERRUPT      = 21, /*!< Watching dog timer0 interrupt */

    IRQN_WDT1_INTERRUPT      = 22, /*!< Watching dog timer1 interrupt */

    IRQN_APB_GPIO_INTERRUPT  = 23, /*!< APB GPIO interrupt */

    IRQN_DVP_INTERRUPT       = 24, /*!< Digital video port interrupt */

    IRQN_AI_INTERRUPT        = 25, /*!< AI accelerator interrupt */

    IRQN_FFT_INTERRUPT       = 26, /*!< FFT accelerator interrupt */

    IRQN_DMA0_INTERRUPT      = 27, /*!< DMA channel0 interrupt */

    IRQN_DMA1_INTERRUPT      = 28, /*!< DMA channel1 interrupt */

    IRQN_DMA2_INTERRUPT      = 29, /*!< DMA channel2 interrupt */

    IRQN_DMA3_INTERRUPT      = 30, /*!< DMA channel3 interrupt */

    IRQN_DMA4_INTERRUPT      = 31, /*!< DMA channel4 interrupt */

    IRQN_DMA5_INTERRUPT      = 32, /*!< DMA channel5 interrupt */

    IRQN_UARTHS_INTERRUPT    = 33, /*!< Hi-speed UART0 interrupt */

    IRQN_GPIOHS0_INTERRUPT   = 34, /*!< Hi-speed GPIO0 interrupt */

    IRQN_GPIOHS1_INTERRUPT   = 35, /*!< Hi-speed GPIO1 interrupt */

    IRQN_GPIOHS2_INTERRUPT   = 36, /*!< Hi-speed GPIO2 interrupt */

    IRQN_GPIOHS3_INTERRUPT   = 37, /*!< Hi-speed GPIO3 interrupt */

    IRQN_GPIOHS4_INTERRUPT   = 38, /*!< Hi-speed GPIO4 interrupt */

    IRQN_GPIOHS5_INTERRUPT   = 39, /*!< Hi-speed GPIO5 interrupt */

    IRQN_GPIOHS6_INTERRUPT   = 40, /*!< Hi-speed GPIO6 interrupt */

    IRQN_GPIOHS7_INTERRUPT   = 41, /*!< Hi-speed GPIO7 interrupt */

    IRQN_GPIOHS8_INTERRUPT   = 42, /*!< Hi-speed GPIO8 interrupt */

    IRQN_GPIOHS9_INTERRUPT   = 43, /*!< Hi-speed GPIO9 interrupt */

    IRQN_GPIOHS10_INTERRUPT  = 44, /*!< Hi-speed GPIO10 interrupt */

    IRQN_GPIOHS11_INTERRUPT  = 45, /*!< Hi-speed GPIO11 interrupt */

    IRQN_GPIOHS12_INTERRUPT  = 46, /*!< Hi-speed GPIO12 interrupt */

    IRQN_GPIOHS13_INTERRUPT  = 47, /*!< Hi-speed GPIO13 interrupt */

    IRQN_GPIOHS14_INTERRUPT  = 48, /*!< Hi-speed GPIO14 interrupt */

    IRQN_GPIOHS15_INTERRUPT  = 49, /*!< Hi-speed GPIO15 interrupt */

    IRQN_GPIOHS16_INTERRUPT  = 50, /*!< Hi-speed GPIO16 interrupt */

    IRQN_GPIOHS17_INTERRUPT  = 51, /*!< Hi-speed GPIO17 interrupt */

    IRQN_GPIOHS18_INTERRUPT  = 52, /*!< Hi-speed GPIO18 interrupt */

    IRQN_GPIOHS19_INTERRUPT  = 53, /*!< Hi-speed GPIO19 interrupt */

    IRQN_GPIOHS20_INTERRUPT  = 54, /*!< Hi-speed GPIO20 interrupt */

    IRQN_GPIOHS21_INTERRUPT  = 55, /*!< Hi-speed GPIO21 interrupt */

    IRQN_GPIOHS22_INTERRUPT  = 56, /*!< Hi-speed GPIO22 interrupt */

    IRQN_GPIOHS23_INTERRUPT  = 57, /*!< Hi-speed GPIO23 interrupt */

    IRQN_GPIOHS24_INTERRUPT  = 58, /*!< Hi-speed GPIO24 interrupt */

    IRQN_GPIOHS25_INTERRUPT  = 59, /*!< Hi-speed GPIO25 interrupt */

    IRQN_GPIOHS26_INTERRUPT  = 60, /*!< Hi-speed GPIO26 interrupt */

    IRQN_GPIOHS27_INTERRUPT  = 61, /*!< Hi-speed GPIO27 interrupt */

    IRQN_GPIOHS28_INTERRUPT  = 62, /*!< Hi-speed GPIO28 interrupt */

    IRQN_GPIOHS29_INTERRUPT  = 63, /*!< Hi-speed GPIO29 interrupt */

    IRQN_GPIOHS30_INTERRUPT  = 64, /*!< Hi-speed GPIO30 interrupt */

    IRQN_GPIOHS31_INTERRUPT  = 65, /*!< Hi-speed GPIO31 interrupt */

    IRQN_MAX

} plic_irq_t;

成员

plic_irq_callback_t

描述

外部中断回调函数。

定义

typedef int (*plic_irq_callback_t)(void *ctx);