外部引腳可以觸發(fā)芯片內(nèi)部的中斷，這是每一個(gè)通用MCU都具備的基本功能。

在LPC800中，所有外部引腳都可以配置為產(chǎn)生中斷的觸發(fā)源。每個(gè)引腳不但可以獨(dú)立地觸發(fā)中斷，還可以和其它引腳的信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行組合，由軟件指定某種特定的組合觸發(fā)中斷。

前面幾章已經(jīng)介紹了引腳的特性配置由IOCON模塊實(shí)現(xiàn)，開(kāi)關(guān)矩陣則負(fù)責(zé)把引腳與片內(nèi)外設(shè)對(duì)應(yīng)起來(lái)。所有的數(shù)字信號(hào)，不管配置為輸入還是輸出，都可以被指定為引腳中斷和引腳組合邏輯的一個(gè)輸入選項(xiàng)。本章只介紹引腳中斷和引腳組合邏輯模塊，其它部分請(qǐng)參看對(duì)應(yīng)章節(jié)。

下圖給出了引腳中斷和引腳組合邏輯模塊(圖中藍(lán)色部分)與其它部分的關(guān)系示意。

圖1.引腳中斷和引腳組合邏輯模塊與開(kāi)關(guān)矩陣(SWM)和引腳配置模塊(IOCON)的關(guān)系示意圖

1.1.引腳中斷功能和使用任何引腳，只要它在開(kāi)關(guān)矩陣或IOCON中被指定為數(shù)字引腳，不管是輸入還是輸出，這個(gè)引腳都可以被指定為引腳中斷和引腳組合邏輯的輸入端。

所有的LPC800產(chǎn)品，都允許有最多8個(gè)引腳作為引腳中斷和引腳組合邏輯的輸入端。在SYSCON中通過(guò)8個(gè)PINTSEL寄存器，指定哪個(gè)引腳可以作為引腳中斷的輸入，軟件只需把引腳編號(hào)寫入對(duì)應(yīng)的PINTSEL寄存器即可。對(duì)于PIO1_n的引腳，引腳編號(hào)為(32 + n)。

例如：

      LPC_SYSCON->PINTSEL[0] = 20；// 指定PIO0_20為引腳中斷0的輸入源
      LPC_SYSCON->PINTSEL[3] = 20；// 指定PIO0_20為引腳中斷3的輸入源
      LPC_SYSCON->PINTSEL[6] = 33；// 指定PIO1_1為引腳中斷6的輸入源

1.1.1 指定中斷觸發(fā)源和觸發(fā)方式

在LPC800中有8個(gè)引腳中斷向量，它們分別為PININT0_IRQ ~ PININT7_IRQ，每個(gè)PINTSEL寄存器指定的引腳對(duì)應(yīng)一個(gè)中斷向量。以下10個(gè)寄存器用于控制中斷觸發(fā)源和觸發(fā)方式： 表1.控制中斷觸發(fā)源和觸發(fā)方式的寄存器

下面這個(gè)表格是按照要求的觸發(fā)方式，標(biāo)示出應(yīng)該如何設(shè)置寄存器控制位。

表2.觸發(fā)方式的配置

表2中可以看出，SIENR和CIENR都是只寫寄存器，一個(gè)用于設(shè)置IENR寄存器位，另一個(gè)用于清除IENR寄存器位；這兩個(gè)寄存器的目的是為了在修改IENR寄存器時(shí)的“讀-修改-寫”的操作，只需寫操作，即可改變所有需要設(shè)置的位或需要清除的位。

同樣，SIENF和CIENF也都是只寫寄存器，用于設(shè)置IENF寄存器位。

由于獨(dú)立的IENR和IENF寄存器，用戶可以配置同一個(gè)信號(hào)的上升沿和下降沿都產(chǎn)生中斷。在中斷處理中，可以通過(guò)讀出RISE和FALL寄存器判斷是哪個(gè)邊沿產(chǎn)生的中斷。在RISE和/或FALL寄存器中寫’1’可以清除中斷狀態(tài)，也可以在IST寄存器中寫’1’ 清除中斷狀態(tài)。

1.1.2 電平觸發(fā)方式的使用

因?yàn)橥ㄟ^(guò)軟件本身，在MCU內(nèi)部不能清除電平觸發(fā)所產(chǎn)生的中斷，軟件必須執(zhí)行某種操作，讓外部電路改變信號(hào)線上的電平，才能使MCU不再產(chǎn)生中斷，所以使用電平中斷時(shí)要小心處理。

可以通過(guò)在IST寄存器中寫’1’的方式，改變觸發(fā)的電平，從而間接地清除中斷狀態(tài)。例如當(dāng)高電平觸發(fā)中斷后，在IST寄存器中寫’1’，控制器將變?yōu)橛械碗娖綍r(shí)產(chǎn)生中斷，同時(shí)清除中斷狀態(tài)。

一般情況下，建議用邊沿觸發(fā)方式，通過(guò)軟件處理實(shí)現(xiàn)電平中斷的效果。對(duì)于高電平中斷的控制方式，改變位在上升沿中斷的中斷處理程序返回之前，檢測(cè)該信號(hào)線是否為高電平的方式實(shí)現(xiàn)相同的邏輯功能。同理，低電平中斷的控制方式，可以用下降沿中斷，再加上檢測(cè)低電平的方式實(shí)現(xiàn)相同邏輯功能。

1.2.引腳中斷的實(shí)用函數(shù)為了方便使用，這里呈現(xiàn)幾個(gè)實(shí)用函數(shù)，方便使用PINT功能。

1.2.1復(fù)位所有引腳中斷寄存器(PinInt_Reset)

PinInt_Reset()函數(shù)的功能就是清除所有未處理的引腳中斷標(biāo)志，同時(shí)關(guān)閉所有的引腳中斷。

代碼片段1.復(fù)位所有引腳中斷函數(shù)

01  void PinInt_Reset()
02  {
03      LPC_PIN_INT->ISEL = 0;      // 邊沿觸發(fā)
04      LPC_PIN_INT->IENR = 0;      // 關(guān)閉上升沿或電平中斷
05      LPC_PIN_INT->IENF = 0;      // 關(guān)閉下降沿中斷
06      LPC_PIN_INT->RISE = 0xFF;   // 清除上升沿檢測(cè)標(biāo)志
07      LPC_PIN_INT->FALL = 0xFF;   // 清除下降沿檢測(cè)標(biāo)志
08  }

1.2.2使能引腳的中斷

共有4個(gè)函數(shù)分別使能引腳的中斷為上升沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā)、高電平觸發(fā)和低電平觸發(fā)，這些函數(shù)的功能是按照給定的輸入參數(shù)，使能對(duì)應(yīng)的引腳中斷，它的輸入?yún)?shù)是需要設(shè)置的引腳中斷的位域值。

輸入?yún)?shù)的第0位為’1’表示需要設(shè)置PININT0，輸入?yún)?shù)的第1位為’1’表示需要設(shè)置PININT1，依次類推直至第7位。

注意，不要把PININTn和引腳編號(hào)混淆，使用以下函數(shù)之前，需要指定PININTn和引腳的關(guān)系，由LPC_SYSCON->PINTSEL[0]定義，見(jiàn)1.1節(jié)。

下面分別是這4個(gè)函數(shù)的代碼：

代碼片段2.函數(shù)PinInt_Enable_Rising()

01  void PinInt_Enable_Rising(uint32_t pins_mask)
02  {
03      uint32_t Pint_mode;
04      Pint_mode = LPC_PIN_INT->ISEL;
05      if (Pint_mode & pins_mask) {
06          Pint_mode &= ~pins_mask;
07          LPC_PIN_INT->ISEL = Pint_mode;  // 邊沿觸發(fā)
08      }
09      LPC_PIN_INT->SIENR = pins_mask;     // 使能上升沿中斷
10  }

代碼片段3.函數(shù)PinInt_Enable_Falling()

01  void PinInt_Enable_Falling(uint32_t pins_mask)
02  {
03      uint32_t Pint_mode;
04      Pint_mode = LPC_PIN_INT->ISEL;
05      if (Pint_mode & pins_mask) {
06          Pint_mode &= ~pins_mask;
07          LPC_PIN_INT->ISEL = Pint_mode;  // 邊沿觸發(fā)
08      }
09      LPC_PIN_INT->SIENF = pins_mask;     // 使能下降沿中斷
10  }

代碼片段4.函數(shù)PinInt_Enable_High()

01  void PinInt_Enable_High(uint32_t pins_mask)
02  {
03      uint32_t Pint_mode;
04      Pint_mode = LPC_PIN_INT->ISEL;
05      if ((Pint_mode & pins_mask) != pins_mask) {
06          Pint_mode |= pins_mask; 
07          LPC_PIN_INT->ISEL = Pint_mode;  // 電平觸發(fā)
08      }
09      LPC_PIN_INT->SIENF = pins_mask;     // 使能高電平中斷
10  }

代碼片段5.函數(shù)PinInt_Enable_Low ()

01  void PinInt_Enable_Low(uint32_t pins_mask)
02  {
03      uint32_t Pint_mode;
04      Pint_mode = LPC_PIN_INT->ISEL;
05      if ((Pint_mode & pins_mask) != pins_mask) {
06          Pint_mode |= pins_mask;
07          LPC_PIN_INT->ISEL = Pint_mode;  // 電平觸發(fā)
08      }
09      LPC_PIN_INT->CIENF = pins_mask;     // 使能低電平中斷
10  }

1.2.3關(guān)閉對(duì)應(yīng)的引腳中斷(PinInt_Disable)PinInt_Disable()函數(shù)的功能是按照給定的輸入?yún)?shù)，關(guān)閉對(duì)應(yīng)的引腳中斷，它的輸入?yún)?shù)和上面那些函數(shù)的輸入?yún)?shù)意義一致，是需要設(shè)置的引腳中斷的位域值。

代碼片段6.函數(shù)PinInt_ Disable ()

01  void PinInt_Disable(uint32_t pins_mask)
02  {
03      uint32_t Pin_mask;
04      for (Pin_mask = 1; Pin_mask < 0x100; Pin_mask <<= 1) {
05          if ((pins_mask & Pin_mask) == 0)
06              continue;      // 對(duì)未指定的位，不做任何操作
07          if (LPC_PIN_INT->ISEL & Pin_mask) { // 電平中斷
08              LPC_PIN_INT->CIENR = Pin_mask;  // 關(guān)閉對(duì)應(yīng)中斷
09          }
10          else {  // 邊沿觸發(fā)
11              LPC_PIN_INT->CIENR = Pin_mask;  // 關(guān)閉上升沿中斷
12              LPC_PIN_INT->CIENF = Pin_mask;  // 關(guān)閉下降沿中斷
13          }
14      }
15  }

1.2.4清除對(duì)應(yīng)的引腳中斷標(biāo)志(PinInt_Clear)

PinInt_Clear()函數(shù)的功能是按照給定的輸入?yún)?shù)，清除對(duì)應(yīng)的引腳中斷標(biāo)志，它的輸入?yún)?shù)和上面那些函數(shù)的輸入?yún)?shù)意義一致，是需要操作的引腳中斷標(biāo)志位的位域值。

通常這個(gè)函數(shù)是在中斷處理函數(shù)中調(diào)用。

代碼片段7.函數(shù)PinInt_Clear()

01  void PinInt_Clear(uint32_t pins_mask)
02  {
03      uint32_t Pin_mask;
04      for (Pin_mask = 1; Pin_mask < 0x100; Pin_mask <<= 1) {
05          if ((pins_mask & Pin_mask) == 0)
06              continue; 
07          if (!(LPC_PIN_INT->ISEL & Pin_mask))
08              LPC_PIN_INT->IST = Pin_mask; 
09      }
10  }

1.3.引腳中斷的使用實(shí)例下面借用GPIO章的例程，略作修改演示引腳中斷的操作。

本例程也是使用LPC824-Lite開(kāi)發(fā)板，循環(huán)執(zhí)行下列操作：

■通過(guò)GPIO循環(huán)點(diǎn)亮板上的八個(gè)紅色LED

■分別點(diǎn)亮八個(gè)紅色LED，模擬一個(gè)小蟲(chóng)爬行

設(shè)置USER(S4)、WAKEUP(S3)和ISP(S2)按鍵分別產(chǎn)生引腳中斷0~2(PINTSEL0/1/2)，對(duì)應(yīng)的中斷處理的意義如下：

A.按下USER鍵：循環(huán)體中跳過(guò)上述第2項(xiàng)操作，再按一次USER鍵恢復(fù)1-2循環(huán)。

B.按下WAKEUP鍵：循環(huán)體中跳過(guò)上述第1項(xiàng)操作，再按一次WAKEUP鍵恢復(fù)1-2循環(huán)。

C.按下ISP鍵：循環(huán)體中的操作速度變慢50%，再按一次ISP鍵恢復(fù)默認(rèn)的速度。

D.如果上述2項(xiàng)操作都被跳過(guò)，則連續(xù)閃爍所有的LED燈。在例程中引入3個(gè)變量，分別向主循環(huán)傳遞3個(gè)按鍵的不同狀態(tài)：

下面的PINT_Init()函數(shù)用于指定哪個(gè)按鍵，作為哪個(gè)中斷的觸發(fā)源，同時(shí)指定由按鍵的上升沿觸發(fā)中斷，最后使能對(duì)應(yīng)的中斷并設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)。

首先需要定義中斷的編號(hào)：

代碼片段8.引腳中斷初始化函數(shù)

01  void PINT_Init(void)
02  {
03      LPC_GPIO_PORT->DIRCLR0 = PIN_KEYS_MASK; 
04      
05      LPC_SYSCON->PINTSEL[INT_USERKEY] = PIN_USERKEY;
06      LPC_SYSCON->PINTSEL[INT_WAKEKEY] = PIN_WAKEKEY; 
07      LPC_SYSCON->PINTSEL[INT_ISPKEY] = PIN_ISPKEY;
08      
09      PinInt_Reset();
10      PinInt_Enable_Rising((1<
11                         | (1<
12                         | (1<
13      
14      NVIC_EnableIRQ(PININT0_IRQn); 
15      NVIC_EnableIRQ(PININT1_IRQn); 
16      NVIC_EnableIRQ(PININT2_IRQn);
17    
18      NVIC_SetPriority(PININT0_IRQn, 3);
19      NVIC_SetPriority(PININT1_IRQn, 3); 
20      NVIC_SetPriority(PININT2_IRQn, 3);
21  }

下面是本例程的主函數(shù)片斷，和中斷處理程序的代碼，略去了上面描述的2項(xiàng)操作的具體實(shí)現(xiàn)，讀者可以參考GPIO章節(jié)中的代碼。

代碼片段9.引腳中斷主函數(shù)片斷

01      PINT_Init();
02      skip_step1 = skip_step2 = 0; 
03      leds_speed = 100;
04      while (1) {
05          if (skip_step1 == 0) {
06              LPC_GPIO_PORT->SET0 = PIN_LEDS_MASK; // 熄滅所有燈
07  
08          }
09  
10          if (skip_step2 == 0) {
11              LPC_GPIO_PORT->SET0 = PIN_LEDS_MASK; // 熄滅所有燈
12  
13              }
14          }
15          
16          if (skip_step1 && skip_step2) {
17              LPC_GPIO_PORT->NOT0 = PIN_LEDS_MASK; // 翻轉(zhuǎn)所有燈
18              Wait1ms(leds_speed);
19          }
20      } // 結(jié)束while(1)循環(huán)

代碼片段10.引腳中斷的中斷處理函數(shù)

01  void PININT0_IRQHandler(void)
02  {
03      if (LPC_PIN_INT->RISE & (1<
04          skip_step1 = !skip_step1;
05      PinInt_Clear(1 << INT_USERKEY); 
06  }
07  
08  void PININT1_IRQHandler(void)
09  {
10      if (LPC_PIN_INT->RISE & (1<
11          skip_step2 = !skip_step2;
12      PinInt_Clear(1<
13  }
14  
15  void PININT2_IRQHandler(void)
16  {
17      if (LPC_PIN_INT->RISE & (1<
18          if (leds_speed == DEFAULT_SPEED) 
19              leds_speed = DEFAULT_SPEED + DEFAULT_SPEED/2; 
20          else
21              leds_speed = DEFAULT_SPEED;
22      PinInt_Clear(1<
23  }

上述三個(gè)中斷處理程序的最后一個(gè)語(yǔ)句，都是調(diào)用PinInt_Clear ()函數(shù)清除對(duì)應(yīng)的中斷標(biāo)志。這個(gè)清除標(biāo)志的語(yǔ)句都是不受是否有上升沿中斷影響，即使進(jìn)入該中斷處理函數(shù)時(shí)發(fā)生的事件不是上升沿，也會(huì)執(zhí)行清除標(biāo)志操作，這樣安排是為防止有遺漏的中斷，而造成反復(fù)進(jìn)入中斷處理程序而死機(jī)。 1.4 模式匹配引擎功能和使用

模式匹配引擎實(shí)現(xiàn)引腳的組合邏輯，組合邏輯結(jié)果可以通過(guò)狀態(tài)位由軟件檢測(cè)，也可以是引腳中斷的延伸，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，還可以向CPU核心發(fā)送事件信號(hào)和/或在某個(gè)引腳上輸出。

前面介紹的引腳中斷功能，每個(gè)中斷只能由來(lái)自某個(gè)單個(gè)引腳的狀態(tài)變化而產(chǎn)生；而通過(guò)模式匹配引擎，根據(jù)多個(gè)引腳的組合邏輯運(yùn)算結(jié)果，可以產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的中斷。例如可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)鍵盤，鍵盤的每個(gè)按鍵可以單獨(dú)產(chǎn)生中斷，用于判斷哪個(gè)鍵被按下，也可以使用組合邏輯功能，當(dāng)某個(gè)特定的按鍵組合被按下，才能產(chǎn)生中斷，這樣可以更加方便地檢測(cè)諸如Ctrl-C、Ctrl-V這樣的組合功能。

1.4.1模式匹配引擎

一個(gè)邏輯運(yùn)算表達(dá)式或布爾運(yùn)算表達(dá)式，是由布爾變量經(jīng)基本的”與”、”或”、”非”和”異或”等布爾運(yùn)算構(gòu)成。

下面是一些布爾運(yùn)算表達(dá)式的例子：

例1. A*B + B*C + A*C

例2. D*C + A*B*C + A*D*E

例3. A + B*C*D + B*E*F + G*A*D

在LPC800的模式匹配引擎中，每個(gè)布爾變量與一個(gè)輸入引腳一一對(duì)應(yīng)，最多允許有8個(gè)布爾變量參與運(yùn)算，同時(shí)所有變量出現(xiàn)次數(shù)的總和不能多于8個(gè)。

LPC800的模式匹配引擎可以直接支持”與”、”或”、”非”運(yùn)算，但不能原生支持”異或”運(yùn)算，需要由軟件配置實(shí)現(xiàn)”異或”運(yùn)算，如下：

A ^ B = A*/B + /A*B

在上述例1中總共有3個(gè)布爾變量：A、B和C，它們出現(xiàn)的次數(shù)總和為6次，可以由模式匹配引擎實(shí)現(xiàn)。例2有A~D共5個(gè)布爾變量，出現(xiàn)的總次數(shù)為8次，也可以由模式匹配引擎實(shí)現(xiàn)。但例3中有A~G共7個(gè)布爾變量，出現(xiàn)的總次數(shù)為10次，不能由模式匹配引擎實(shí)現(xiàn)。

1.4.2布爾項(xiàng)的實(shí)現(xiàn)

在模式匹配引擎中，布爾變量的每一次出現(xiàn)以一個(gè)布爾項(xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在用戶手冊(cè)中“布爾項(xiàng)”以slice表示。

內(nèi)部實(shí)現(xiàn)中，只有8個(gè)布爾項(xiàng)(slice)，因此所有變量出現(xiàn)次數(shù)的總和不能多于8個(gè)。

對(duì)每一個(gè)布爾項(xiàng)，用戶可以按照輸入信號(hào)的不同變化，選擇多達(dá)8種不同的條件。這些條件分別是：

1.恒為“高”。這種情況與輸入信號(hào)無(wú)關(guān)，對(duì)應(yīng)的布爾項(xiàng)始終為“高”。一般是按照應(yīng)用邏輯，用于設(shè)置閑置的布爾項(xiàng)。

2.鎖存的上升沿。從輸入信號(hào)出現(xiàn)一個(gè)上升沿，到再次寫入模式匹配引擎的控制寄存器之前，對(duì)應(yīng)的布爾項(xiàng)為“高”。在此期間不管輸入信號(hào)如何變化，對(duì)應(yīng)的布爾項(xiàng)不再變化。寫入控制寄存器會(huì)清除這個(gè)布爾項(xiàng)為“低”。

3.鎖存的下降沿。從輸入信號(hào)出現(xiàn)一個(gè)下降沿，到再次寫入模式匹配引擎的控制寄存器之前，對(duì)應(yīng)的布爾項(xiàng)為“高”。在此期間不管輸入信號(hào)如何變化，對(duì)應(yīng)的布爾項(xiàng)不再變化。寫入控制寄存器會(huì)清除這個(gè)布爾項(xiàng)為“低”。

4.鎖存的邊沿。這是上面2個(gè)條件的結(jié)合，輸入信號(hào)的上升沿或下降沿，都會(huì)使對(duì)應(yīng)的布爾項(xiàng)為“高”。同樣，寫入控制寄存器會(huì)清除這個(gè)布爾項(xiàng)為“低”。

5.高電平。當(dāng)輸入信號(hào)為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的布爾項(xiàng)為“高”。注意這個(gè)條件沒(méi)有經(jīng)過(guò)鎖存，即當(dāng)輸入信號(hào)變低時(shí)，對(duì)應(yīng)的布爾項(xiàng)也變?yōu)椤暗汀薄?/span>

6.低電平。當(dāng)輸入信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的布爾項(xiàng)為“高”。注意這個(gè)條件沒(méi)有經(jīng)過(guò)鎖存，即當(dāng)輸入信號(hào)變高時(shí)，對(duì)應(yīng)的布爾項(xiàng)也變?yōu)椤暗汀?。這個(gè)條件相當(dāng)于布爾“非”運(yùn)算。

7.恒為“低”。這種情況與輸入信號(hào)無(wú)關(guān)，對(duì)應(yīng)的布爾項(xiàng)始終為“低”。一般是按照應(yīng)用邏輯。用于設(shè)置閑置的布爾項(xiàng)。

8.實(shí)時(shí)的邊沿事件。當(dāng)檢測(cè)到輸入信號(hào)的上升沿或下降沿時(shí)，對(duì)應(yīng)的布爾項(xiàng)為“高”，在一個(gè)時(shí)鐘周期之后，對(duì)應(yīng)的布爾項(xiàng)會(huì)自動(dòng)變?yōu)椤暗汀薄Ｏ麓卧俅螜z測(cè)到上升沿或下降沿時(shí)，重復(fù)這個(gè)“高-低”的過(guò)程。這個(gè)條件與上面的2、3、4不同，沒(méi)有經(jīng)過(guò)鎖存，只持續(xù)一個(gè)時(shí)鐘周期。

? ? ? ? ? ? ? ? ?圖2.布爾項(xiàng)(slice)的構(gòu)成邏輯

1.4.3 模式匹配引擎的實(shí)現(xiàn)

如果我們把8個(gè)布爾項(xiàng)按順序排列，在每?jī)蓚€(gè)布爾項(xiàng)之間就可以指定“與”或“或”操作。下圖給出了布爾項(xiàng)與操作(符)之間的關(guān)系。

? ? ? ? ? ? ? 圖3.布爾項(xiàng)與操作(符)直接的關(guān)系

參看1.4.1布爾表達(dá)式的例子，下面是把它們映射到內(nèi)部布爾項(xiàng)的示意圖。

? ? ? ? ? ? ? 圖4.布爾算式的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)示意圖1

? ? ? ? ? ? ? ??圖5.布爾算式的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)示意圖2

整個(gè)模式匹配引擎是由多級(jí)的“與-或”門的級(jí)聯(lián)實(shí)現(xiàn)，下圖是完整內(nèi)部實(shí)現(xiàn)示意圖，有經(jīng)驗(yàn)的讀者可以參照用戶手冊(cè)加深理解。

? ? ? ? ? ? ? ? ?圖6.模式匹配引擎完整示意圖

1.4.4引腳組合邏輯功能的配置

解釋完布爾項(xiàng)的概念和布爾項(xiàng)的選項(xiàng)，以及它們之間的運(yùn)算關(guān)系，接下來(lái)看看與配置寄存器的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

共有三個(gè)寄存器用于設(shè)置模式匹配引擎：

▲PMCTRL：模式匹配引擎的控制位和結(jié)果狀態(tài)位。

■ SEL_PMATCH?– 用于指定8個(gè)引腳中斷是來(lái)自于引腳中斷功能(見(jiàn)9.1節(jié))還是來(lái)自模式匹配功能(見(jiàn)9.4節(jié))。

■ENA_RXEV – 模式匹配結(jié)果為“真”時(shí)，用戶可以配置該位使能向CPU核心發(fā)送RXEV事件并在引腳GPIO_INT_BMAT產(chǎn)生輸出。
RXEV事件用于觸發(fā)WFE(Wait For Event: 等待事件)指令結(jié)束等待狀態(tài)。

■PMAT[7:0] – 這里每一位對(duì)應(yīng)布爾組合(i)的輸出，見(jiàn)圖37。

▲PMSRC：指定每個(gè)布爾項(xiàng)使用哪個(gè)輸入引腳

■如果要指定PINTSEL[n]對(duì)應(yīng)的引腳，作為布爾項(xiàng)i的輸入，只需要設(shè)置SRC(i)=n即可。

▲PMCFG：指定每個(gè)布爾項(xiàng)如何參與運(yùn)算，同時(shí)指定結(jié)果輸出結(jié)點(diǎn)。

■CFG[7:0] – 每一個(gè)分量用于選擇對(duì)應(yīng)布爾項(xiàng)與輸入信號(hào)的關(guān)系，見(jiàn)1.4.2描述的8種情況。

■Prod_Endpts[6:0] – 如果某一位為‘0’，表示對(duì)應(yīng)的操作為‘與’，見(jiàn)圖3。某位為‘1’表示對(duì)應(yīng)的操作為‘或’，并且需要輸出前面各個(gè)布爾項(xiàng)相與的結(jié)果到PMAT[i]，和對(duì)應(yīng)的中斷請(qǐng)求。
注意，不存在Prod_Endpts7。即使有這一位，它也會(huì)始終為‘1’。

1.4.5 模式匹配引擎的中斷

可以用模式匹配(引腳組合邏輯)的結(jié)果產(chǎn)生中斷，當(dāng)PMATn為’1’時(shí)，如果使能了對(duì)應(yīng)的PININTn中斷，則這些分項(xiàng)(見(jiàn)圖6中的綠色標(biāo)注的信號(hào))，可以觸發(fā)中斷。這些中斷的觸發(fā)方式，在芯片內(nèi)部固定設(shè)置為高電平觸發(fā)，不能由軟件配置。

既然是電平觸發(fā)，這個(gè)中斷不能由軟件清除，只要這個(gè)信號(hào)為高，中斷就會(huì)反復(fù)出現(xiàn)，直到該分項(xiàng)變?yōu)榈?。如果不希望反?fù)進(jìn)入中斷，可以嘗試使用“實(shí)時(shí)的邊沿事件”作為組合條件(見(jiàn)1.4.2的第8個(gè)選項(xiàng))。

1.5.模式匹配引擎的設(shè)置在配置模式匹配引擎之前，建議用戶先按照自己的布爾表達(dá)式，填寫下面的表格。

■第一行PinInt的每個(gè)位置，填寫對(duì)應(yīng)PININT0~7的引腳編號(hào)。未用位置不填。

■第二行SliceSrc的每個(gè)位置，填寫每個(gè)布爾項(xiàng)對(duì)應(yīng)的PININTn編號(hào)n，取值范圍是0~7。

■第三行SliceCfg的每個(gè)位置，填寫如何配置每個(gè)布爾項(xiàng)，見(jiàn)1.4.2節(jié)，取值使用下述定義的常量：

■第四行SliceEndp的每個(gè)位置，填寫’0’表示這個(gè)位置執(zhí)行“與”運(yùn)算并沒(méi)有結(jié)果輸出；填寫非’0’的值，表示這個(gè)位置執(zhí)行“或”運(yùn)算并輸出結(jié)果。芯片中沒(méi)有SliceEndp第7個(gè)位置對(duì)應(yīng)的配置位，此處內(nèi)容無(wú)效。

此表格的目的是在寫代碼之前有一個(gè)完整的概念，這樣寫代碼時(shí)不會(huì)產(chǎn)生各個(gè)寄存器內(nèi)容不匹配的問(wèn)題。

下面再定義幾個(gè)宏，配合上述表格就可以很容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)模式匹配引擎的設(shè)置。

首先參考1.4.4節(jié)的寄存器說(shuō)明，定義一組移位操作的宏，每三位代碼為一組進(jìn)行移位：

	#define PMPOS0(src) (((src)&0x7)<<8)
	#define PMPOS1(src) (((src)&0x7)<<11)
	#define PMPOS2(src) (((src)&0x7)<<14)
	#define PMPOS3(src) (((src)&0x7)<<17)
	#define PMPOS4(src) (((src)&0x7)<<20)
	#define PMPOS5(src) (((src)&0x7)<<23)
	#define PMPOS6(src) (((src)&0x7)<<26)
	#define PMPOS7(src) (((src)&0x7)<<29)

接下來(lái)是涉及PMCFG的低6位的另一組移位操作的宏：

	#define PMep0(ep) (((ep)&0x1)<<0)
	#define PMep1(ep) (((ep)&0x1)<<1)
	#define PMep2(ep) (((ep)&0x1)<<2)
	#define PMep3(ep) (((ep)&0x1)<<3)
	#define PMep4(ep) (((ep)&0x1)<<4)
	#define PMep5(ep) (((ep)&0x1)<<5)
	#define PMep6(ep) (((ep)&0x1)<<6)

然后使用上述宏，定義SliceSrc如下，逐個(gè)填入上述表格第二行的所有內(nèi)容，然后寫入PMSRC寄存器進(jìn)行初始化：

定義SliceCfg如下，逐個(gè)填入上述表格第三行的所有內(nèi)容：定義ProdEndp如下，逐個(gè)填入上述表格第四行的所有內(nèi)容，再和SliceCfg宏的結(jié)果相’或’ ，寫入PMCFG寄存器進(jìn)行初始化：

下面再用實(shí)例說(shuō)明初始化設(shè)置的過(guò)程。

1.6.模式匹配引擎的使用實(shí)例1.6.1異或的實(shí)現(xiàn)

假定有一個(gè)電梯控制器，它只有兩個(gè)按鈕，一個(gè)“向上”，一個(gè)“向下”，如果分別單獨(dú)按下任一個(gè)按鈕，電梯會(huì)按指定方向運(yùn)行，如果兩個(gè)按鈕同時(shí)按下，則電梯不會(huì)運(yùn)行。這就是“異或”操作邏輯。

下面的代碼用USERKEY和ISPKEY，分別代表“向上”和“向下”按鈕，用模式匹配引擎實(shí)現(xiàn)這個(gè)“異或”操作邏輯。

整個(gè)的布爾表達(dá)式是：

USERKEY * NOT(ISPKEY) + NOT(USERKEY) * ISPKEY

按照這個(gè)表達(dá)式填寫前述表格如下：

參照前面的介紹，解讀這個(gè)表格就很容易了：■第一行：USERKEY對(duì)應(yīng)PININT0；ISPKEY對(duì)應(yīng)PININT1。

■第二行：PININT0對(duì)應(yīng)布爾項(xiàng)0、2；PININT1對(duì)應(yīng)布爾項(xiàng)1、3。

■第三行：布爾項(xiàng)0、3的輸入為“高電平”有效；布爾項(xiàng)1、2的輸入為“低電平”有效。布爾項(xiàng)4~7的輸入恒為“低”，在最終結(jié)果中不產(chǎn)生影響。

■第四行：PMAT[1]得到布爾項(xiàng)0、1相與的結(jié)果；PMAT[3]得到布爾項(xiàng)2、3相與的結(jié)果。

下面的初始化代碼實(shí)現(xiàn)了上述表格的內(nèi)容：

代碼片段11.“異或”模式匹配初始化函數(shù)

01  void PM_Init(void)
02  {
03      LPC_SYSCON->PINTSEL[0] = PIN_USERKEY; 
04      LPC_SYSCON->PINTSEL[1] = PIN_ISPKEY;
05  
06  #if !PM_POLLING
07      NVIC_EnableIRQ(PININT1_IRQn); 
08      NVIC_EnableIRQ(PININT3_IRQn); 
09    
10      NVIC_SetPriority(PININT1_IRQn, 3);
11      NVIC_SetPriority(PININT3_IRQn, 3); 
12  #endif  // PM_POLLING
13      
14      LPC_PIN_INT->PMSRC = SliceSrc(0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0);
15      LPC_PIN_INT->PMCFG = SliceCfg(SLICE_DIRECT,
16                                    SLICE_NOT,
17                                    SLICE_DIRECT,
18                                    SLICE_NOT,
19                                    SLICE_CONST0, 
20                                    SLICE_CONST0, 
21                                    SLICE_CONST0,
22                                    SLICE_CONST0) | 
23                           ProdEndp(0, 1, 0, 1, 0, 0, 0); 
24      LPC_PIN_INT->PMCTRL = 0x03; 
25      
26      ConfigSWM(GPIO_INT_BMAT, PIN_LED0);
27  }

上述代碼段的14、15行是對(duì)模式匹配寄存器的初始化，這里用到了上一節(jié)定義的宏。

本例程有兩種操作模式：輪詢和中斷模式。在輪詢模式中，軟件循環(huán)地檢測(cè)PMCTRL寄存器的PMAT域，當(dāng)檢測(cè)到布爾輸出項(xiàng)1或3為’1’時(shí)，分別點(diǎn)亮LED1或LED3，否則熄滅LED。下面的PM_Polling()函數(shù)會(huì)被主循環(huán)調(diào)用，執(zhí)行循環(huán)檢測(cè)。

代碼片段12.循環(huán)檢測(cè)PMAT狀態(tài)函數(shù)

01  void PM_Polling(void)
02  {
03      uint32_t  PMAT = LPC_PIN_INT->PMCTRL>>24; 
04    
05      if (PMAT & (1<<1))
06          LPC_GPIO_PORT->CLR0 = 1<
07      else if (PMAT & (1<<3))
08          LPC_GPIO_PORT->CLR0 = 1<
09      else
10          LPC_GPIO_PORT->SET0 = 1<
11  }

在中斷模式下，需要安排兩個(gè)中斷處理程序PININT1_IRQHandler()和PININT3_IRQHandler()，分別接收布爾輸出項(xiàng)1和3的中斷。

代碼片段13.中斷處理函數(shù)

01  #if ! PM_POLLING
02  void PININT1_IRQHandler(void) 
03  {
04      LPC_GPIO_PORT->CLR0 = 1<
05  }
06  
07  void PININT3_IRQHandler(void)
08  {
09      LPC_GPIO_PORT->CLR0 = 1<
10  }
11  #endif  // PM_POLLING

最后是主函數(shù)。代碼片段14.模式匹配初始化函數(shù)

01  int main()
02  {
03      GPIO_Init();
04      
05      LPC_GPIO_PORT->DIRSET0 = PIN_LEDS_MASK;     // 設(shè)置LED對(duì)應(yīng)的引腳為輸出
06      LPC_GPIO_PORT->SET0 = PIN_LEDS_MASK;        // 熄滅所有LED燈
07      
08      PINT_Init();  // 初始化引腳中斷模塊
09      PM_Init();    // 初始化模式匹配模塊，見(jiàn)代碼片段21
10        
11      while(1) {
12  #if PM_POLLING
13          PM_Polling();
14  #else
15          LPC_GPIO_PORT->SET0 = 1<
16  #endif
17          LPC_PIN_INT->RISE = 0xFF;
18          LPC_PIN_INT->FALL = 0xFF; 
19      }
20  }

在中斷模式下，當(dāng)沒(méi)有中斷時(shí)，主函數(shù)的第15行會(huì)不斷地熄滅LED。但當(dāng)有某個(gè)按鈕按下時(shí)，由于模式匹配的中斷是電平中斷，一旦產(chǎn)生中斷的條件存在，代碼片段23的中斷處理函數(shù)就會(huì)不斷地被調(diào)用，CPU將不能執(zhí)行主函數(shù)中的指令。這樣當(dāng)僅按下一個(gè)按鈕時(shí)，使用者就會(huì)看見(jiàn)對(duì)應(yīng)的LED常亮，直到松開(kāi)按鈕。松開(kāi)按鈕后，產(chǎn)生中斷的條件消失，CPU才能返回主函數(shù)，LED被熄滅。

在代碼片段21的模式匹配初始化函數(shù)的第26行，模式匹配的結(jié)果輸出信號(hào)GPIO_INT_BMAT被映射到對(duì)應(yīng)LED0的引腳，通過(guò)LED0的狀態(tài)可以直觀地看到整個(gè)邏輯運(yùn)算的結(jié)果。綜合起來(lái)會(huì)有如下效果：1.6.2三人表決器

三人表決器就是每人一個(gè)按鈕，任意兩人按下按鈕則表示表決通過(guò)。

本實(shí)例使用開(kāi)發(fā)板上的三個(gè)按鍵USERKEY、WAKEKEY和ISPKEY。首先填寫初始化的表格：

所有的布爾項(xiàng)都使用“鎖存的上升沿”作為模式匹配的輸入。電路的配置是按下按鍵會(huì)把引腳短接到地，因此抬起按鍵的動(dòng)作會(huì)產(chǎn)生上升沿，經(jīng)過(guò)內(nèi)部鎖存，可以保證不同按鍵的按下時(shí)間不同，但狀態(tài)不會(huì)丟失。

下面是這個(gè)三人表決器的初始化函數(shù)，可以看出這個(gè)函數(shù)內(nèi)容基本和上面例子的函數(shù)一樣，只是代入的參數(shù)不同：

代碼片段15.“三人表決器”模式匹配初始化函數(shù)

01  void PM_Init(void)
02  {
03      LPC_SYSCON->PINTSEL[0] = PIN_USERKEY;
04      LPC_SYSCON->PINTSEL[1] = PIN_WAKEKEY;
05      LPC_SYSCON->PINTSEL[2] = PIN_ISPKEY;
06  
07  #if !PM_POLLING
08      NVIC_EnableIRQ(PININT1_IRQn); 
09      NVIC_EnableIRQ(PININT3_IRQn); 
10      NVIC_EnableIRQ(PININT5_IRQn);
11    
12      NVIC_SetPriority(PININT1_IRQn, 3);
13      NVIC_SetPriority(PININT3_IRQn, 3); 
14      NVIC_SetPriority(PININT5_IRQn, 3);
15  #endif  // PM_POLLING
16      
17      LPC_PIN_INT->PMSRC = SliceSrc(0, 1, 1, 2, 2, 0, 0, 0);
18      LPC_PIN_INT->PMCFG = SliceCfg(SLICE_RISE,
19                                    SLICE_RISE,
20                                    SLICE_RISE,
21                                    SLICE_RISE,
22                                    SLICE_RISE, 
23                                    SLICE_RISE, 
24                                    SLICE_CONST0,
25                                    SLICE_CONST0) | 
26                           ProdEndp(0, 1, 0, 1, 0, 1, 0); 
27      LPC_PIN_INT->PMCTRL = 0x03; 
29      
30      ConfigSWM(GPIO_INT_BMAT, PIN_LED0);
31  }

以下是主函數(shù)中的主循環(huán)部分。

代碼片段16.“三人表決器”主循環(huán)部分

01      while(1) {
02          TimeOut_Ctrl();
03  #if PM_POLLING
04          PM_Polling();
05  #else
06          LPC_GPIO_PORT->SET0 = 1<
07  #endif
08      }

在主循環(huán)下，同樣有中斷模式和輪詢模式的區(qū)分。操作和前面的“異或”例程一致。

特殊的是，這個(gè)例程設(shè)置了一個(gè)超時(shí)處理，能夠定期地清除投票狀態(tài)。

代碼片段17.“三人表決器”的超時(shí)處理

01  void TimeOut_Ctrl()
02  {
03      if (uwTick > 10) { 
04          LPC_GPIO_PORT->NOT0 = 1<
05          uwTick = 0;
06              
07          LPC_PIN_INT->PMCTRL = 0x00; 
08          LPC_PIN_INT->PMCTRL = 0x03;
09      }
10  }

代碼片段18.“三人表決器”中斷模式的中斷處理

01  void PININT1_IRQHandler(void)
02  {
03      LPC_GPIO_PORT->CLR0 = 1<
04      TimeOut_Ctrl();
05  }

以下是這個(gè)例程演示的效果：

表中的“投”表示按鍵被按下并被釋放。如果只按下按鍵，而保持按下而不釋放，模式匹配模塊不會(huì)判斷它為按下?tīng)顟B(tài)，這種情況可以理解為，投票者還在猶豫。

當(dāng)LED0亮?xí)r表示不夠兩個(gè)人以上投票，投票沒(méi)有通過(guò)；LED0熄滅表示投票通過(guò)。

在使用這個(gè)例程的中斷模式時(shí)，由于各個(gè)中斷的優(yōu)先級(jí)一致，同時(shí)由于電平中斷的緣故，如果一旦進(jìn)入了某個(gè)中斷，有可能另一個(gè)布爾項(xiàng)的中斷不能被響應(yīng)，結(jié)果LED1/3/5中有些時(shí)候不能被同時(shí)點(diǎn)亮。這種現(xiàn)象，不會(huì)出現(xiàn)在輪詢模式下。讀者由此可以體會(huì)到輪詢與中斷的區(qū)別。