ARM的GPIO中断

一、实验目的

调用ZYNQ处理器，导出硬件到SDK 进行软件开发，使用GPIO输入的中断机制进行按键读取。

二、ZYNQ工程建立

三、新建bd以及ZYNQ处理器IP调用

1. 打开IP Catalog，Search输入GPIO,添加 AXI_GPIO：(添加IP也可以通过点击Diagram 上面的+号来添加)：

2. 设置axi_gpio_0，勾选全部为输入，GPIO宽度1，其余不变，点击OK

3. 设置axi_gpio_1，勾选全部为输出，GPIO宽度4，其余不变，点击OK

4. 点击Diagram上方的Run Conection Automation自动连接信号：

弹出的界面，勾选所有的模块，表示全部都需要自动连接,点击OK：

5. 最后点击 Run Block Automation生成ZYNQ对外的管脚，包括DDR3和其他引脚：

6.默认勾选左边唯一一个IP，也就是ZYNQ IP还未连接，点击OK自动连接对外引脚：

7.重新布局

8.最后，手动连接axi_gpio_0智能高端输出接口和ZYNQ终端输入接口

9. 完成之后，按下ctrl+s保存设置，回到source窗口，生成输出文件和生成顶层文件。 生成输出，生成顶层

10.完成之后点击工程管理栏->RTL ANALYSIS->Open Elaborated Design,然后切换视图 到I/O Planing分配管脚视图,分配管脚。分配完成之后管脚如下，我们按ctrl+s保存管脚约束 文件，文件名为gpio_input_output。

11.工程管理栏直接点击生成比特文件。等待生成完成，生成完成之后，菜单栏File- >Export->Export Hardware导出硬件。我们的硬件部分设计到此结束。接下来我们开始软件 SDK开发，进行代码编写，debug。导出硬件需要勾选包含bit文件

四、SDK下的代码开发

 1.. 我们启动SDK。在工具栏File ->Launch SDK启动。 启动SDK后，可以看到默认带的一个硬件描述工程。我们新建一个app工程。File->New- >Application Project，然后，工程名gpio_interrupt，点击NEXT:

 2. 我们编辑gpio_interrupt工程中的helloword.c文件，写入如下代码：

#include <stdio.h>

#include "platform.h"

#include "xparameters.h"

#include "xscugic.h"

#include "xil_exception.h"

#include "xgpio.h"

#include <unistd.h>

#define INTC_DEVICE_ID          XPAR_PS7_SCUGIC_0_DEVICE_ID

#define KEY_DEVICE_ID           XPAR_AXI_GPIO_0_DEVICE_ID

#define LED_DEVICE_ID           XPAR_AXI_GPIO_1_DEVICE_ID

#define INTC_GPIO_INTERRUPT_ID  XPAR_FABRIC_AXI_GPIO_0_IP2INTC_IRPT_INTR

#define KEY_INT_MASK            XGPIO_IR_CH1_MASK

XGpio LEDInst;

XGpio KEYInst;

XScuGic INTCInst;

static void KeyIntrHandler(void * InstancePtr);

static int IntcInitFunction(u16 DeviceId, XGpio * GpioInstancePtr);

static int InterruptSystemSetup(XScuGic * XScuGicInstancePtr);

int main()

{

    init_platform();

    int status;

    status = XGpio_Initialize(&KEYInst, KEY_DEVICE_ID); // initial KEY

    if(status != XST_SUCCESS) return XST_FAILURE;

    status = XGpio_Initialize(&LEDInst, LED_DEVICE_ID);  // initial LED

    if(status != XST_SUCCESS)return XST_FAILURE;

    XGpio_SetDataDirection(&KEYInst, 1, 0xFF);

    XGpio_SetDataDirection(&LEDInst, 1, 0); // set LED IO direction as out

    XGpio_DiscreteWrite(&LEDInst, 1, 0x00);// at initial, all LED turn off

    printf(">>Press PL KEY1, and check the PL LED1 \n");

    status = IntcInitFunction(INTC_DEVICE_ID, &KEYInst);

    if(status != XST_SUCCESS)return XST_FAILURE;

    while(1)

    {

      ;

    }

    cleanup_platform();

    return 0;

}

static void KeyIntrHandler(void * InstancePtr)

{

    u8 keyVal;

    usleep(10000); // 0.1s sleep, to debounce, in common, the meta-state will sustain no more than 20ms

    keyVal = XGpio_DiscreteRead(&KEYInst, 1) & 0x0f;

    printf("PL KEY1 pressed,interrupt is generated!! key value=%d\n",keyVal);

    XGpio_DiscreteWrite(&LEDInst, 1, 0X0F);//on led

    usleep(500000);

    XGpio_DiscreteWrite(&LEDInst, 1, 00);//reverse led

    XGpio_InterruptClear(&KEYInst, KEY_INT_MASK);

    XGpio_InterruptEnable(&KEYInst, KEY_INT_MASK);  // Enable GPIO interrupts

}

static int IntcInitFunction(u16 DeviceId, XGpio * GpioInstancePtr)

{

    XScuGic_Config * IntcConfig;

    int status;

    // Interrupt controller initialization

    IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(DeviceId);

    status = XScuGic_CfgInitialize(&INTCInst, IntcConfig, IntcConfig->CpuBaseAddress);

    if(status != XST_SUCCESS)return XST_FAILURE;

    // Call interrupt setup function

    status = InterruptSystemSetup(&INTCInst);

    if(status != XST_SUCCESS) return XST_FAILURE;

    // Register GPIO interrupt handler

    status = XScuGic_Connect(&INTCInst, INTC_GPIO_INTERRUPT_ID,

            (Xil_ExceptionHandler)KeyIntrHandler, (void*)GpioInstancePtr);

    if(status != XST_SUCCESS)return XST_FAILURE;

    // Enable GPIO interrupts

    XGpio_InterruptEnable(GpioInstancePtr, 1);

    XGpio_InterruptGlobalEnable(GpioInstancePtr);

    // Enable GPIO interrupts in the controller

    XScuGic_Enable(&INTCInst, INTC_GPIO_INTERRUPT_ID);

    return XST_SUCCESS;

}

//----------------------------------------------------------------------------

// Interrupt system setup

//----------------------------------------------------------------------------

static int InterruptSystemSetup(XScuGic * XScuGicInstancePtr)

{

    // Register GIC interrupt handler

    Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,

            (Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler, XScuGicInstancePtr);

    Xil_ExceptionEnable();

    return XST_SUCCESS;

}

3.然后，等待SDK自动编译完成。一定要等待编译结束。SDK在新建helloword模板代码工程结束它 就自动编译，不需要手动编译。每次修改完代码，按一下ctrl+s保存即可重新编译，编译进度在右下角 会显示，以及Console窗口也会打印便已结束信息。一般第一次新建工程自动编译会比较慢，后面修改 代码都是增量编译，只重新编译修改的代码文件，就很快。下图打印编译完成的信息。

4.完成之后，我们就可以进行上板调试。点击debug的小虫子符号，选择第一项，1 Launch On Hardware(System Debugger) 。注意，第一次debug不会成功，代码不能正常运行，因为我们还没 有配置烧写FPGA。当debug启动，代码已下载到芯片，可以看到菜单栏下的 符号可用。这个 时候，我们点击小虫子 右边的下拉选项，选择Debug Configuration，进入debug配置， 设置如下：

5.然后点击小虫子 重新DEBUG，弹出的对话框均选择OK,等待再次debug就绪。然后， 我们打开terminal配置模式serial，串口号，波特率，然后连接。点击 开始debug。我们 按下KEY1, 可以看到四个LED亮起约一秒熄灭，串口打印输出按钮按下，中断发生。

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