擴(kuò)展NDS掌機(jī)連接Arduino (3)--硬件中斷設(shè)計(jì)
上一篇文章：擴(kuò)展NDS掌機(jī)連接Arduino
(2)--NDS端SPI通信協(xié)議解析較詳細(xì)分析了SPI協(xié)議原理，以及NDS端SPI相關(guān)寄存器和使用方法。本篇介紹Arduino與NDS之間的硬件中斷設(shè)計(jì)，即一方如何觸發(fā)另一方的硬件中斷。
由于第一篇文章介紹的方案中，我們將NDS作為SPI通信中的主機(jī)(Master)，將Arduino作為從機(jī)(Slave)。在SPI通信中，主機(jī)向從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)很容易：將SS線打低電平，然后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)到MOSI線上。而從機(jī)向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)則比較困難，因?yàn)镾PI從機(jī)不能主動(dòng)向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。為了我們最后實(shí)現(xiàn)的方案中使從機(jī)能主動(dòng)向主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，我們采用從機(jī)向主機(jī)觸發(fā)一個(gè)IRQ中斷，讓主機(jī)知道從機(jī)有數(shù)據(jù)需要發(fā)送，然后由主機(jī)引發(fā)SPI通信，并使從機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)。
一、硬件中斷設(shè)計(jì)
這里最核心的部分，即如何讓從機(jī)(Arduino)去觸發(fā)一個(gè)主機(jī)(NDS)的IRQ中斷呢？這可以通過以下兩步完成：
（1）硬件上：連接Atmega 168/328 CPU的 PB6 引腳到NDS Slot
1接口的第7引腳，見圖1；
（2）軟件上：首先配置NDS端開啟CARD LINE IRQ中斷，然后讓Atmega CPU 在 PB6
引腳上發(fā)生一個(gè)從低電平到高電平的上升沿，或從高電平到低電平的下降沿，來觸發(fā)NDS的IRQ中斷。
 圖1. Atmega 168/328 與NDS Slot 1的連接，紅色線為IRQ硬件連線。 說明：NDS Slot 1的第7引腳對(duì)應(yīng)Card Line
IRQ，可接收Slot 1的外部中斷到NDS內(nèi)部，并進(jìn)行處理。Atmega 168/328的 PB6 (即PORT B
6)和很多其它引腳一樣，是個(gè)多功能復(fù)用的引腳。它有3個(gè)功能，除了可以和PB7一起連接外部晶振等功能外，也可以作為external
interrupt
source，即外部中斷源。（注：不過因?yàn)镹DS作為SPI主機(jī)和Atmega通信不需要再通過觸發(fā)Atmega的外部硬件中斷來告訴Atmega需要接收NDS即將發(fā)的數(shù)據(jù)，而NDS可以直接將SS拉低后發(fā)送，因此這里只用于Atmega去觸發(fā)NDS的外部中斷。所以也可以連接到Atmega的其它空余的數(shù)字引腳。）
二、NDS端對(duì)外部IRQ硬件中斷的軟件設(shè)置
步驟如下：
（1）首先按上篇教程先完成對(duì)NDS端的SPI初始化工作；
（2）然后編寫CARD INE
IRQ中斷服務(wù)函數(shù)代碼，并設(shè)置該中斷調(diào)用的函數(shù)到相應(yīng)的中斷向量表中。使用libnds的庫函數(shù)，可如下操作實(shí)現(xiàn)：
irqSet(IRQ_CARD_LINE, card_line_irq);
其中，參數(shù)IRQ_CARD_LINE為中斷號(hào)，該宏對(duì)應(yīng)Slot
1卡帶的CARD LINE IRQ中斷號(hào)，值為IRQ_CARD_LINE＝(1<<20)。參數(shù)card_line_irq為中斷服務(wù)函數(shù)，其函數(shù)原型為：
static void
card_line_irq()；
說明：NDS的各中斷可參考REG_IE/REG_IF寄存器，如圖2所示：
 圖2. REG_IE/REG_IF寄存器。紅色部分為第20位，CARD LINE IRQ中斷標(biāo)記位。 （3）中斷開啟NDS的CARD LINE
IRQ中斷使能，可通過設(shè)置REG_IE寄存器第20位為1實(shí)現(xiàn)：
int oldIME =
REG_IME;
REG_IME ＝
0;
REG_IE |=
(1<<20);
REG_IME =
oldIME;
這段代碼首先將NDS的中斷總使能寄存器REG_IME置0，
然后對(duì)REG_IE第20位置1，最后恢復(fù)REG_IME的原有值。這是因?yàn)镽EG_IE寄存器屬于臨界資源，也不允許操作REG_IE寄存器時(shí)發(fā)生別的中斷而轉(zhuǎn)去別的中斷處理代碼。也就是說對(duì)REG_IE的操作是原子操作。
如果使用libnds庫函數(shù)則比較方便，直接調(diào)用如下函數(shù)便可：
irqEnable(IRQ_CARD_LINE);
至此，NDS端對(duì)Slot
1接口的CARD LINE IRQ的中斷處理工作就準(zhǔn)備就緒了，一旦Arduino向NDS端發(fā)送一個(gè)電平波動(dòng)引發(fā)NDS的CARD
LINE IRQ中斷后，card_line_irq()函數(shù)便會(huì)自動(dòng)執(zhí)行。因此可以在這個(gè)函數(shù)里向Arduino發(fā)送一個(gè)dummy字節(jié)，引發(fā)SPI通信，使得Arduino可以在收到這個(gè)dummy字節(jié)后隨隨后把數(shù)據(jù)賦給SPDR寄存器，使該數(shù)據(jù)傳輸給NDS主機(jī)。
三、Arduino端如何觸發(fā)NDS端CARD LINE
IRQ硬件中斷
上文已述，需要Arduino在PB6接口向NDS端發(fā)送一個(gè)電平波動(dòng)。一般需要跟據(jù)NDS端對(duì)CARD
LINE IRQ中斷響應(yīng)的配置進(jìn)行發(fā)送電平波動(dòng)，但由于找不到文檔關(guān)于NDS端對(duì)CARD LINE
IRQ中斷響應(yīng)的配置信息，所以不知道是該發(fā)送一個(gè)低電平到高電平的上升沿過去，還是發(fā)送一個(gè)從高電平到低電平的下降沿過去。參考DS
brut中Atmega端的代碼，是這么做的：
void
do_irq()
{
}
分析該函數(shù)：
1. DDRB為PORT
B引腳對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸方向寄存器 (Port B Data Direction
Register)，DDRB |= (1 <<
6);
2. PORTB為PORT B引腳對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸寄存器，相應(yīng)的位如果置1代表電平為HIGH，置0代表為LOW。因此上述代碼先產(chǎn)生了一個(gè)由低電平到高電平的上升沿，再產(chǎn)生一個(gè)高電平到低電平的下降沿。這樣一來，肯定能觸發(fā)NDS的CARD
LINE IRQ中斷了。 |
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