嵌入式第五十一篇——IMX6ULL中断和EPIT定时器

一、中断概述

中断（Interrupt）是处理器在执行程序过程中，响应内部或外部紧急事件的机制。当发生需要处理器立即处理的事件时，处理器会暂时中断当前正在执行的程序，转去执行处理该事件的特殊程序（中断服务程序），执行完毕后再返回原程序继续执行。

二、中断类型与分类

硬件中断 ：由外设触发（如GPIO、UART、定时器等），分为共享中断和独占中断。
软件中断 ：通过编程触发（如IPI核间中断）。
异常：处理器异常（如缺页、未定义指令）。

IMX6ULL使用GIC-400中断控制器，支持以下优先级：

SPI（Shared Peripheral Interrupt）：外设共享中断，如GPIO、DMA。
PPI（Private Peripheral Interrupt）：核私有中断，如定时器。
SGI（Software Generated Interrupt）：软件生成中断，用于多核通信。

三、中断的处理流程

中断源发出中断请求
检查CPU是否允许中断及该中断源是否被屏蔽
比较中断优先级
保护现场
执行中断处理函数（回调函数）
恢复现场
返回原程序继续执行。

四、EPIT定时器概述

EPIT（Enhanced Periodic Interrupt Timer）是MX6ULL处理器中的一种高精度定时器模块，主要用于周期性中断生成或计时操作。其特点包括32位计数器、可编程预分频器以及多种工作模式。

五、EPIT定时器主要特性

32位递减计数器：支持从设定值递减至0，触发中断或重新加载。
时钟源选择：可选用IPG时钟或低频时钟（如32kHz）。
预分频器：支持1~4096分频，适应不同精度需求。
工作模式 ：
- 自由运行模式：计数器递减至0后自动重载。
- 设置-清除模式：需手动重新使能以触发下一次计数。

六、EPIT寄存器配置关键步骤

时钟使能与基础配置

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// 使能EPIT时钟
CCM->CCGR1 |= CCM_CCGR1_EPIT1(3); // 假设使用EPIT1

// 配置EPIT控制寄存器（EPIT_CR）
EPIT1->CR = EPIT_CR_ENMOD |   // 使能时加载初始值
            EPIT_CR_CLKSRC(1) | // 选择IPG时钟
            EPIT_CR_PRESCALAR(24); // 分频系数25（24+1）

设置计数器初始值与比较值

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EPIT1->LR = 1000000; // 初始计数值
EPIT1->CMPR = 0;     // 比较值设为0（触发中断）

中断配置与使能

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// 使能EPIT中断
EPIT1->CR |= EPIT_CR_OCIEN; 

// 在NVIC中注册中断
NVIC_EnableIRQ(EPIT1_IRQn);

中断服务例程示例

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void EPIT1_IRQHandler(void) {
    if (EPIT1->SR & EPIT_SR_OCIF) { // 检查中断标志
        EPIT1->SR |= EPIT_SR_OCIF;  // 清除标志
        // 用户自定义处理逻辑
    }
}

计算定时周期

定时周期公式： $T = \\frac{(PRESCALAR + 1) \\times (LOAD_VALUE + 1)}{CLK_FREQ}$

假设：

IPG时钟频率为66MHz
预分频值设为24（实际分频25）
加载值为1,000,000

计算示例： $T = \\frac{25 \\times 1,000,001}{66,000,000} \\approx 0.3788 \\text{秒}$