MAX3420E外設控制器的中斷系統(tǒng)
MAX3420E的中斷邏輯
◇ IRQ位
圖1所示為MAX3420E中斷邏輯。陰影部分是可通過SPI訪問的寄存器位,圖中有一個IRQ位,實際上,每一個中斷都有一個用于鎖存服務請求的觸發(fā)器。觸發(fā)器的輸出即為IRQ,它出現(xiàn)在MAX3420E寄存器中,IRQ位提供兩種功能:一是讀取一個IRQ位,然后返回IRQ觸發(fā)器的狀態(tài);二是寫入一個“1”至IRQ位,以清除IRQ觸發(fā)器,而寫入“0”至IRQ位,則不改變觸發(fā)器狀態(tài)。
事實上,可以在任意時刻讀取IRQ位,它反映了IRQ觸發(fā)器的狀態(tài),當按照寫入1而不是0來清除所選的IRQ位時,這一過程不需要讀-修改-寫周期,假設MAX3420E的IRQ位與普通的寄存器位一樣,即寫1置位,寫0清除,那么,清除USBIRQ寄存器的USESIRQ位的操作代碼如下:
#define rUSBIRQ 13 //register 13
#define bmURESIRQ 0x08 //URESIRQ is bit4,bm means“bit mask”
unsigned char dum;
dum=rreg(rUSBIRQ); //read the register
dum=dum&—bmURESIRQ; //chear one bit
wreg(Rusbirq,dum); //write it back
由于SPI主控制器可通過寫1來清除一個MAX3420E IRQ位,而寫0則不改變其他寄存器位,因此,SPI主控制器可直接寫入位屏蔽值以清除URESIRQ位。這樣,上述代碼中的最后三條語句便可由下面的單條語句所替代:
wreg(rUSBIRQ,bmURESIRQ);//1 cheras an IRQ bit,0 leaves it alone
◇ IEN位
14個MAX3420E中斷的每一個都有相應的中斷使能(IEN)位,IEN位和IRQ觸發(fā)器輸出進行“與”操作,可決定是否向INT引腳傳送中斷請求。14個IRQ觸發(fā)器通過門控電路后再進行“或”操作,也會形成一個內(nèi)部中斷請求信號,并傳送至中斷引腳邏輯模塊。
實際上,無論IEN位的狀態(tài)如何,IRQ位都指示中斷懸掛狀態(tài),這樣,即使中斷不觸發(fā)INT引腳,固件仍可以檢查該懸掛中斷,如果您的程序需要檢查一個IRQ寄存器“是否懸掛中斷”,比較簡單的方法是讀取IRQ和IEN寄存器,并對它們進行“與”操作,然后檢查“等待和被使能的IRQ”位,零值表示沒有使能的中斷,系統(tǒng)處于懸掛狀態(tài)。
◇ IE位
SIP主控制器通過IE位來使能或者禁止INT引腳,由于該位影響到所有的中斷,因此通常稱之為全局中斷使能,不論IRQ或者IEN位的狀態(tài)如何,當IE為0時,INT引腳均無效。
可用兩個寄存器位INTLEVEL(參考下面的討論)和POSINT來控制INT引腳的工作方式,在設置IE為1之間,應先設置這兩個配置位。其操作如下:
(1)電平模式
某些微控制器系統(tǒng)使用低電平有效中斷。當采用這種配置時,MAX3420E采用一個開漏極晶體管驅(qū)動INT引腳至地,由于引腳只能驅(qū)動低電平,因此,需要在INT引腳和邏輯電源之間接一個上拉電阻,該模塊支持多個芯片的INT引腳輸出(每個均為開漏輸出)連接在一起,并使用單個上拉電阻。由于任何一個芯片輸出都可將引腳拉低,因此這種邏輯有時也稱為“線或”。對于這種類型的系統(tǒng),可設置INTLEVEL為1。
(2)邊沿模式
MAX3420E的INT引腳可以驅(qū)動邊沿有效的中斷系統(tǒng),此時,微控制器在其中中斷輸入腳上將檢查0到1或者1到0跳變,INTLEVEL為0是MAX3420E的缺省模式。SPI主控制器通過第二個POSINT位設置邊沿極性,POSINT為1時,MAX3420E為懸掛中斷輸出一個0到1的跳變。POSINT為0(缺省值)時,MAX3420為懸掛中斷輸出一個1到0的跳變。
需要說明的是:如果一個IRQ位置位,而其對應的IEN位清零,則IRQ將不會影響INT輸出引腳,但是,中斷仍處于懸掛狀態(tài),永遠可以讀取IRQ位以獲得其狀態(tài),可向?qū)募拇嫫魑粚?,并將IRQ位清零。
懸掛中斷(IRQ位是1)的IEN位出現(xiàn)0到1跳變時將產(chǎn)生中斷。
INT引腳可連接至微控制器的中斷系統(tǒng),此外,微控制器可以輪詢INT引腳,以確定MAX3420E是否有中斷處于懸掛狀態(tài),最適合輪詢的模式是電平模式(INTLEVEL=1),這是因為在邊沿模式中,INT引腳輸出的脈沖可能太窄,微控制器無法探測到(參考下面的討論)。請注意,電平模式需要在INT引腳和V1之間連接一個上拉電阻。
INT引腳狀態(tài)與波形
◇ 電平模式
圖2所示為電平模式下的MAX3420E的INT引腳波形。INT引腳靜態(tài)為高電平(上拉至VL)。假設圖中兩個中斷的IEN位均置為1,全局IE位也置1,那么將發(fā)生一個中斷請求,使MAX3420E INT引腳置低,實際上,盡管MAX3420E中斷輸出引腳被稱為INT引腳,它有時也是負極性(例如在電平模式下)。
SPI主控制器完成中斷服務后將向IRQ位寫入1,并將其清零,并使INT引腳返回至靜態(tài)高電平。(a)和(b)之間的間隔是中斷置位其IRQ位和SPI主控制器清除IRQ位之間的時間,當系統(tǒng)產(chǎn)生另一個中斷請求,會將INT引腳拉低,而當?shù)谝粋€中斷請求處于懸掛狀態(tài)時,系統(tǒng)可能產(chǎn)生第二個中斷請求,而此時INT電平?jīng)]有變化,因此至少有一個中斷處于懸掛狀態(tài)(實際上,此刻有兩個中斷處于懸掛狀態(tài)。)
當SPI主控制器完成一個中斷服務向IRQ位寫入1并將其清零后,由于仍有一個中斷處于懸掛狀態(tài),INT引腳將保持低電平,此后SIP主控制器處理完剩下的中斷請求,并向IRQ位寫入1,在將其清零,此后由于沒有中斷處于懸掛狀態(tài),因此,INT引腳將返回至靜態(tài)高電平。
這種邏輯可以很好地處理INT引腳輪詢,如果MAX3420E的任何部分需要服務,并且其中斷已被使能,那么INT引腳將變?yōu)榈碗娖剑谖⒖刂破髑宄詈笠粋€懸掛IRQ位之前,INT引腳一直保持低電平。
◇ 邊沿模式
圖3所示為兩種極性邊沿模式下MAX3420E的INT引腳波形,極性由POSINT位控制。該波形與電平模式相似,但有兩處不同,在兩種條件下,INT引腳將產(chǎn)生邊沿跳變:第一是一個IRQ位變?yōu)橛行顟B(tài)(其IRQ觸發(fā)器產(chǎn)生0到1跳變),此時處理器將清除一個IRQ位(向其寫入1),其他IRQ處于懸掛狀態(tài),第二個條件是在確保還有中斷需要服務時,處理器能夠檢測到邊沿跳變。
除了產(chǎn)生邊沿跳變外,與電平模式一樣,INT引腳也具有有效和無效狀態(tài),INT引腳的無效狀態(tài)取決于POSINT位設置的邊沿極性,在這一點上,邊沿模式與電平模式相似,察看INT引腳的狀態(tài)就可以知道是否有中斷處于懸掛狀態(tài),當在負極性邊沿模式下如果沒有懸掛中斷,INT引腳為高電平,如果有懸掛中斷,則為低電平,而在正極性邊沿模式下,如果沒有懸掛中斷,INT引腳為低電平,如果有懸掛中斷,則為高電平。
INT引腳的有效狀態(tài)意味著至少有一個中斷處于懸掛狀態(tài),無效狀態(tài)是指沒有中斷處于懸掛狀態(tài),假設中斷已被使能,那么,系統(tǒng)將出現(xiàn)以下事件;
(1)產(chǎn)生一個中斷請求時,MAX3420E INT引腳出現(xiàn)一個邊沿跳變,邊沿的極性取決于POSINT位的設置,由于中斷仍處于懸掛狀態(tài),INT引腳保持其有效狀態(tài)。
(2)SPI主控制器完成中斷服務后,并向IRQ位寫入1,并將其清零。MAX3420E INT引腳返回至無效狀態(tài),圖中(a)和(b)之間的間隔(1)是產(chǎn)生中斷和SPI主控制器清除IRQ位之間的時間。
(3)產(chǎn)生另一個中斷請求時,MAX3420E INT引腳產(chǎn)生一個邊沿跳變,并保持其有效狀態(tài)。
(4)當?shù)谝粋€中斷請求處于懸掛狀態(tài)時,系統(tǒng)又將產(chǎn)生第二個中斷請求,由于MAX3420E INT引腳必須產(chǎn)生另一個邊沿跳變。因此,該引腳將在無效和有效狀態(tài)之間產(chǎn)生跳變脈沖,從而提供正確的邊沿極性,在MAX3420E中,該脈沖的寬度固定為10.67μs,由于還有中斷處于懸掛狀態(tài),INT引腳可保持在有效狀態(tài)。
(5)SPI主控制器完成一個懸掛中斷服務后,向其IRQ位寫入1,將其清除。與第(d)步一樣,INT引腳產(chǎn)生另一個邊沿跳變。
(6)SPI主控制器處理完剩下的中斷請求,并向其IRQ位寫入1,將其清除。由于此時已沒有中斷處于懸掛狀態(tài),因此,INT引腳返回至無效狀態(tài)。
中斷寄存器
表1是MAX3420E寄存器控制位,其中陰影部分可用于控制USB中斷系統(tǒng)。MAX3420E具有兩類USB中斷,可由表1中陰影部分的寄存器控制,中斷位分為兩類:一是位于EPIRQ(R11)和EPIEN(R12)寄存器的端點控制,二是位于USBIRQ(R13)和USBIEN(R14)寄存器的USB控制,全局IE位在CPUCTL寄存器中。
中斷請求位BAV
該器件的三個緩沖區(qū)就緒(BAV)IRQ位可用于指示是否可以將SPI主控制器裝入一個IN端點FIFO,芯片復位或者IN數(shù)據(jù)由端點緩沖區(qū)成功地發(fā)送給主機后,MAX3420將置位這些IRQ位,此后該IRQ將通知SPI主控制器緩沖區(qū)可以裝入新數(shù)據(jù)。
與所有的MAX3420E IRQ位一樣,也可以通過寫入1來三個清除BAV IRQ位,但是千萬不要這樣做,相反,應通過寫入IN端點的字節(jié)計數(shù)寄存器來清除BAV IRQ位,這是因為MAX3420E要使用一個IN端點的BAV中斷請求位作為鎖定機制。
事實上,上述機制可以確保SPI主控制器和MAX3420E的串行接口引擎(SIE)不會同時使用端點緩沖區(qū)。例如,如果清除BAV位,然后以兩條單獨指令裝入字節(jié)計數(shù)器。那么當您更新字節(jié)計數(shù)寄存器時,可能已經(jīng)開始了數(shù)據(jù)包傳輸,從而導致數(shù)據(jù)出錯。