對比恩智浦全系列MCU的GPIO電平中斷設(shè)計差異

大家好，我是痞子衡，是正經(jīng)搞技術(shù)的痞子。今天痞子衡給大家介紹的是恩智浦全系列MCU(包含Kinetis, LPC, i.MXRT, MCX)的GPIO電平中斷設(shè)計差異。

在痞子衡舊文 《以i.MXRT1xxx的GPIO模塊為例談?wù)勚袛嗵幚砗瘮?shù)(IRQHandler)的標準流程》里，痞子衡主要介紹得是 GPIO 一般控制以及最常用的輸入邊沿中斷相關(guān)知識。最近恩智浦官方社區(qū)有用戶反映 i.MXRT1060 上 GPIO 中斷狀態(tài)寄存器（GPIO->ISR）在發(fā)生有效電平中斷后的置位并不需要手動清零(W1C)，其會在 I/O 輸入電平狀態(tài)切換后自動清零，這和手冊里描述不一致。

首先在痞子衡的認知里 GPIO 輸入電平中斷沒有什么具體應(yīng)用場景，想象一下，如果 GPIO 中斷事件由輸入電平值來觸發(fā)，如果發(fā)生了有效輸入電平且其狀態(tài)不改變，那么 GPIO 中斷響應(yīng)函數(shù)就會被不斷重復執(zhí)行（此時 CPU 時間片無法再分給主函數(shù)），什么樣的任務(wù)需要這樣的處理呢？暫且不論應(yīng)用場景，痞子衡今天就從恩智浦全系列 MCU 這方面的行為角度來做一下對比吧。

一、I/O中斷控制模塊差異

恩智浦現(xiàn)有的經(jīng)典 Arm Cortex-M MCU 產(chǎn)品線共有如下五大類，它們在 GPIO 一般控制和中斷控制外設(shè)上是有差異的。首先 i.MXRT四位數(shù)/Kinetis/LPC 這三條線各自是完全不同的外設(shè)，然后 i.MXRT三位數(shù)是在 LPC 外設(shè)基礎(chǔ)上做了增強，而最新的 MCX 系列則是組合了 Kinetis 和 LPC 外設(shè)。

二、不同系列MCU下測試結(jié)果

根據(jù)上一節(jié)外設(shè)情況我們知道，只要測試了 i.MXRT四位數(shù)/Kinetis/LPC 這三個系列的情況，剩下兩個系列自然也就不用測試了。

2.1 Kinetis

Kinetis 系列分為 K/KL/KE/KS/KW/KV/KM/K32L 等若干子系列，但是它們關(guān)于 GPIO 中斷設(shè)計這一塊是一樣的。痞子衡選取了 MKL03Z 這顆芯片來做的測試，查看其手冊 PORTx->PCRn[ISF] 位或者 PORTx->ISFR 寄存器均標記了中斷狀態(tài)，并且標明了需要做 W1C 操作。

我們可以直接在 SDK_2.3.1_FRDM-KL03Zoardsfrdmkl03zdriver_examplesgpioinput_interrupt 例程上做測試，只需要做簡單修改，痞子衡摘取了主要代碼如下。FRDM-KL03Z 板上 SW3 按鍵對應(yīng) PTB5 引腳（按下為低電平，松開為高電平），代碼設(shè)計里按一次 SW3 便打印一次。測試結(jié)果來看，在 Kinetis 上即使是電平中斷，PORTx->ISFR 寄存器也是必須要手動清零的，與手冊描述一致。

volatileboolg_ButtonPress=false;
voidPORTB_IRQHandler(void)
{
//清除中斷標志
PORTB->ISFR=1U<

	

	2.2 i.MXRT四位數(shù)

	i.MXRT四位數(shù)系列分為 RT1010/1015/1020/1040/1050/1060/1160/1170/1180 等若干子型號，但是它們關(guān)于 GPIO 中斷設(shè)計是一樣的。痞子衡選取了 i.MXRT1062 這顆芯片來做的測試，查看其手冊 GPIOx->ISR 寄存器標記了中斷狀態(tài)，同樣標明了需要做 W1C 操作。

	

	我們可以直接在 SDK_2_12_1_EVK-MIMXRT1060oardsevkmimxrt1060driver_examplesgpioinput_interrupt 例程上做測試，只需要做簡單修改，主要代碼如下。MIMXRT1060-EVK 板上 SW8 按鍵對應(yīng) WAKEUP_GPIO5[0] 引腳（按下為低電平，松開為高電平），代碼設(shè)計里按一次 SW8 便打印一次。測試結(jié)果來看，在 i.MXRT 四位數(shù)上如果是電平中斷，GPIOx->ISR 寄存器會在電平狀態(tài)切換時自動清零，跟手冊描述有點差異，不過這樣的設(shè)計比 Kinetis 上看起來更合理。

				IRQ函數(shù)中是否清零Flag
			

				SW8動作
			

				IRQ執(zhí)行情況
			

				打印輸出結(jié)果
		

				是/否
			

				上電默認松開（高電平）
			

				IRQ函數(shù)未觸發(fā)
			

				無
		

				SW8按下（低電平）
			

				IRQ函數(shù)重復執(zhí)行
			

				無
		

				SW8松開（高電平）
			

				IRQ函數(shù)不再觸發(fā)
			

				出現(xiàn)一次打印
		

	
volatileboolg_InputSignal=false;
voidGPIO5_Combined_0_15_IRQHandler(void)
{
//清除中斷標志
GPIO5->ISR=1U<

	

	2.3 LPC

	LPC系列分為 800/1x00/4000/4300/51Uxx/54000/5500 等若干子型號，但是它們關(guān)于 GPIO 中斷設(shè)計是一樣的。痞子衡選取了 LPC54114 這顆芯片來做的測試，查看其手冊 PINT->IST 寄存器標記了中斷狀態(tài)，這里關(guān)于 W1C 操作做了邊沿方式和電平方式的區(qū)別，其中對于電平方式，W1C 是切換有效電平邏輯。

	

	我們可以直接在 SDK_2_9_0_LPCXpresso54114oardslpcxpresso54114driver_examplespintpin_interrupt 例程上做測試，只需要做簡單修改，主要代碼如下。LPCXpresso-54114 板上 SW1 按鍵對應(yīng) PIO0[24] 引腳（按下為低電平，松開為高電平），代碼設(shè)計里按一次 SW1 便打印一次。測試結(jié)果來看，在 LPC 上如果是電平中斷，PINT->IST 寄存器會在電平狀態(tài)切換時自動清零，跟手冊描述有點差異，并且中斷處理函數(shù)里如果主動加上 W1C 操作其效果就變成了雙邊沿中斷，這樣的設(shè)計比 i.MXRT 四位數(shù)更進了一步。

				IRQ函數(shù)中是否清零Flag
			

				SW1動作
			

				IRQ執(zhí)行情況
			

				打印輸出結(jié)果
		

				否
			

				上電默認松開（高電平）
			

				IRQ函數(shù)未觸發(fā)
			

				無
		

				SW1按下（低電平）
			

				IRQ函數(shù)重復執(zhí)行
			

				無
		

				SW1松開（高電平）
			

				IRQ函數(shù)不再觸發(fā)
			

				出現(xiàn)一次打印
		

				是
			

				上電默認松開（高電平）
			

				IRQ函數(shù)未觸發(fā)
			

				無
		

				SW1按下（低電平）
			

				IRQ函數(shù)執(zhí)行一次
			

				出現(xiàn)一次打印
		

				SW1松開（高電平）
			

				IRQ函數(shù)執(zhí)行一次
			

				出現(xiàn)一次打印
		

	
volatileboolg_ButtonPress=false;
voidPIN_INT0_DriverIRQHandler(void)
{
uint32_tpmstatus=PINT_PatternMatchResetDetectLogic(PINT);
if(s_pintCallback[kPINT_PinInt0]!=NULL)
{
s_pintCallback[kPINT_PinInt0](kPINT_PinInt0,pmstatus);
}
//清除中斷標志
PINT->IST=(1UL<

	

	至此，恩智浦全系列MCU的GPIO電平中斷設(shè)計差異痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~

	審核編輯：湯梓紅