Diferencia entre revisiones de «IRQ (External Interrupt Request) - MC9S08QE128»

Revisión del 18:46 23 mar 2013

Introducción

El pin de IRQ se puede usar para activar interrupciones de hardware externas. Dependiendo de la configuración de la MCU, una interrupción por IRQ se genera por nivel bajo o por una transición de nivel alto a nivel bajo en el pin IRQ. Este tipo de interrupción se puede usar para supervisar sistemas externos o eventos.

Las interrupciones externas son manejadas por el registro de control y status del IRQ (IRQSC). Cuando la función del IRQ está habilitada, lógica síncrona supervisa el pin para detectar un flanco descendente o un flanco descendente y nivel bajo. Cuando el MCU está en modo stop o los relojes del sistema estén detenidos, un método asíncrono separado es usado para que el pin IRQ (si este está habilitado) pueda despertar el MCU.

Cada tipo de interrupción tiene una prioridad predefinida asociada. La interrupción del módulo IRQ externa tiene la prioridad más alta, después del evento de Reset y SWI. Cuando ocurren múltiples interrupciones, la CPU primero mira la prioridad de los eventos y servicios del evento con la prioridad más alta, con los otros pendientes.

Funcionamiento

Dependiendo de la configuración de la MCU, una interrupción por IRQ se genera por un nivel bajo o por una transición de nivel alto a un nivel bajo en el pin IRQ. Al detectarse una interrupción la bandera IRQF se coloca en 1 y se produce una petición de interrupción.

Para volver a realizar una petición de interrupción, se puede limpiar la bandera escribiendo un 1 lógico en el bit ACK del registro IRQSC. Si se limpia la bandera IRQF y se genera una nueva interrupción antes de que el pin regrese a un nivel alto, la petición de interrupción queda pendiente.

Registro IRQSC

• IRQPDD. Interrupt Request (IRQ) Pull Device Disable: Si el bit IRQPE=1, entonces este bit permite deshabilitar o habilitar los dispositivos de pull-up, dependiendo de la polaridad escogida (IRQPDD). Por default habilita los dispositivos.

0 Habilita los dispositivos de pull-up IRQPE=1

1 Deshabilita los dispositivos de pull-up IRQPE=1

• IRQEDG. Interrupt Request (IRQ) Edge Select: Este bit permite escoger los la polaridad de los flancos o niveles detectados en el pin IRQ, que causa el levantamiento de la bandera IRQF. Cuando IRQEDG=1 y se habilita el dispositivo de pull-up, este es reconfigurado como un dispositivo opcional pull-down.

0 el pin IRQ es sensible a un flanco descendente o un flanco descendente y nivel bajo

1 el pin IRQ es sensible a un flanco ascendente o un flanco ascendente y nivel alto

• IRQPE. IRQ Pin Enable: Este bit habilita la función del pin IRQ. IRQPE debe ser 1 para que el pin IRQ pueda actuar como una entrada por petición de interrupción.

0 Función del pin IRQ deshabilitada

1 Función del pin IRQ habilitada

• IRQF. IRQ Flag: Este bit indica si ha ocurrido una petición de interrupción.

0 No se detecto una petición por IRQ

1 Se detecto un evento del IRQ

• IRQACK. IRQ Acknowledge: Este bit permite limpiar la bandera IRQF si se fuerza IRQACK=1. Forzarla a 0 no tiene ningún significado o efecto. La lectura de este bit siempre retorna 0.

• IRQIE. IRQ Interrupt Enable: Este bit de control determina si los eventos del IRQ generan una petición de interrupción

0 Deshabilitadas las peticiones de interrupción cuando IRQF=1

1 Habilitadas las peticiones de interrupción cuando IRQF=1

• IRQMOD. IRQ Detection Mode: Este bit de control determina si el pin de IRQ es sensible a un único flanco o a un flanco y nivel.

0 sensible sólo a flancos descendentes o flacos ascendentes

1 sensible a flanco descendente y nivel bajo o flanco ascendente y nivel alto

Configuración del IRQ

La configuración del IRQ se hace mediante el manejo de tres registros: SOPT1, IRQSC y SCGC2.

El IRQ tiene la limitación de que posee un solo botón, el cual además comparte con RESET. Es debido a esto que el primer paso para configurar IRQ es deshabilitar el pin de RESET. El RESET pin enable (RSTPE) esta contenido en el registro SOPT1 y se configura modificando el bit 0. "1" indica que el pin esta habilitado, "0" que esta deshabilitado.

El SOPT1 es un registro de 8 bits, entre los cuales se encuentra tambien el COP (Computer Operating Properly) o watchdog, que fuerza al programa a reiniciarse si este se pierde o no se comporta como era esperado. Para evitar que el programa se reinicie el COP puede deshabilitarse colocando en "1" el bit 6 (COPT) y el bit 1 (BKGDPE) del registro SOPT1. Estos bits corresponden al COP Timeout y al Backroung Debug Mode Pin Enable respectivamente. De esta manera si se coloca:

LDA  #$42         ; bits 1 y 6 en "1", bit 0 en "0"
STA  SOPT1        ; $1802

Se deshabilita tanto el COP como el pin de RESET.

Configuración del pin IRQ

El siguiente paso es habilitar las interrupciones y el pin del IRQ, para esto se utiliza el registro IRQSC. El IRQPE en el registro IRQSC debe estar habilitado para que el pin IRQ pueda actuar como una entrada por petición de interrupción.

En este caso nos interesa habilitar los bits 1, 2 y 4. El bit 1 es el IRQIE (Interrupt Enable) con el cual se habilitan las interrupciones del IRQ, el bit 2 es el IRQACK (Acknowledge)que reconoce que se dio una interrupcion y el bit 4 es el IRQPE (Pin Enable) con el cual se habilita el pin del IRQ. Una forma de habilitar los bits es la siguiente:

LDA  #$16         ; 0001 0110
STA  IRQSC        
; IRQPDD=0, IRQEDG=0, IRQPE= 1, IRQF=  0, IRQACK=1, IRQIE= 1, IRQMOD=0

Siendo el IRQ una entrada, el usuario puede escoger la polaridad de los flancos o niveles detectados (IRQEDG) y si el pin detecta un flanco o un flanco y nivel (IRQMOD). Cuando el pin de IRQ es habilitado utiliza por defecto un dispositivo de pull-up o pull-down dependiendo de la polaridad escogida (IRQPDD=0).

La bandera IRQF se levanta cuando se detecta el cambio en el flanco del pin IRQ esperado, y no se puede limpiar la bandera mientras el pin IRQ permanezca en este nivel. La bandera IRQF se limpia forzando IRQACK=1.

El ultimo paso para configurar IRQ se refiere al manejo del registro SCGC2 (Sistema de control de puertos de reloj 2) para controlar el puerto de reloj del IRQ.

El IRQ corresponde al bit 5 del registro SCGC2 y se debe colocar "1" para permitir que la señal de reloj de la interrupción de de IRQ se habilite. La manera de hacerlo es la siguiente:

LDA #$20    ; 0010 0000
STA SCGC2

Una vez realizados estos pasos se podran realizar interrupciones por IRQ presionando el boton correspondiente a PTA5.

Jumper J18

Antes de empezar a codificar y trabajar con el pin IRQ se debe verificar que los Jumpers del DEMOQE128 posea la configuración adecuada para su funcionamiento. El pin IRQ depende de que el RESET_EN del jumper J18 este colocado de la siguiente manera:

Inicialización

Cuando se habilita por vez primera el pin de IRQ, es posible obtener una falsa bandera de interrupción. Para evitar esta falsa petición de interrupción, se debe inicializar el IRQ de la siguiente manera:

• Limpiar el IRQIE en el IRQSC
• Seleccionar la polaridad del pin forzando el bit apropiado en el IRQEDG del IRQSC
• Si se va a utilizar un dispositivo de pull-up/pull-down, limpiar el bit IRQPDD en el IRQSC
• Habilitar el pin IRQ forzando el bit apropiado en el IRQPE del IRQSC
• Colocar un 1 en el IRQACK del IRQSC para limpiar cualquier falsa interrupción
• Colocar un 1 en el IRQIE del IRQSC para habilitar las interrupciones.

BSET    IRQSC_IRQPE, IRQSC          ; Se habilita el pin IRQ
BSET    IRQSC_IRQACK, IRQSC         ; Se limpia cualquier posible falsa interrupción previa 
BSET    IRQSC_IRQIE,  IRQSC         ; Se habilitan las interrupciones del pin IRQ

Rutina de Interrupción

Primero que nada se debe buscar el vector de interrupción que contiene la dirección de la rutina que debe llamar para atender una petición de interrupción del IRQ, en el caso del MC9S08QE128 corresponde a la dirección $0000FFFA.

La interrupción del IRQ ocurre si se cumple que:

• La máscara de interrupción global está activa.

• Están habilitadas las interrupciones del IRQ

• La interrupción tiene actualmente la prioridad más alta de petición de interrupción.

Dentro de la rutina de interrupción hay que asegurarse de escribir un 1 lógico en el bit IRQACK del IRQSC para limpiar la bandera IRQF, y de esta forma permitir volver a realizar una petición de interrupción.

BSET    IRQSC_IRQACK, IRQSC         ; Se limpia la bandera IRQF

Ejemplo de interrupcion de IRQ

El siguiente código realiza una interrupción por IRQ sobre un programa, para encender y apagar los leds del DEMOQE:

;***************************************************************************************************

;                     Codigo para realizar una interrupcion por IRQ 

;****************************************************************************************************



; Include derivative-specific definitions
            INCLUDE 'derivative.inc'
;
; export symbols
;
            XDEF _Startup
            ABSENTRY _Startup
;
; code section
;
            ORG    ROMStart

_Startup:  
            LDHX   #RAMEnd+1        ; initialize the stack pointer
            TXS
Main:       SEI
            LDA   #$42              ;se carga 2 al acumulador
            STA   SOPT1             ;se guarda en SOPT1
            ; COPE  = 0, COPT  = 1, STOPE = 0, 0, 0, RSTOPE= 0, 
            ;BKGDPE= 1 ;; se habilita el backroung debug mode
            ; RSTPE = 0 ;; se deshabilita el RESET

            BSR Configurar_GPIO           

;; Configuracion del IRQSC

            lda #%00010110          ; se carga el numero 16 hexadecimal al acumulador
            sta IRQSC               ; se guarda en el registro IRQSC
                                    ;         0
                                    ; IRQPDD= 0
                                    ; IRQEDG= 0
                                    ; IRQPE = 1 ;; se habilita el IRQ pin enable
                                    ; IRQF  = 0
                                    ; IRQACK= 1 ;; se habilita el ACKNOWLEDGE
                                    ; IRQIE = 1 ;; se habilita el IRQ interrupt enable
                                    ; IRQMOD= 0

            CLI                     ; habilitar interrupciones

Fin:        BRA    Fin              ; un BRA * tendria este mismo efecto de loop

;**************************************************************
;             Subrutina de configuracion                      *
;**************************************************************

Configurar_GPIO:  
                LDA #$3F               ; Se escogen los 6 leds de PTCD
                STA PTCDD              ;...      
                STA PTCD
                LDA #$C0               ; Se escogen los 2 leds de PTED
                STA PTEDD              ;...
                STA PTED               ;logica negada (Inicializamos los leds apagados) 
                RTS


;**************************************************************
;*                 RUTINAS DE INTERRUPCION                    *
;*                                                            *
;**************************************************************



rutinaIRQ:  
        LDA PTCD
        CMP #$FF
        BEQ Encender_Leds

Apagar_Leds:     
        MOV #$FF, PTCD
        MOV #$FF, PTED
        RTI

Encender_Leds:
        MOV #00, PTCD
        MOV #00, PTED
        RTI



;**************************************************************
;* spurious - Spurious Interrupt Service Routine.             *
;*             (unwanted interrupt)                           *
;**************************************************************

spurious:                           ; placed here so that security value
            NOP                     ; does not change all the time.
            RTI



;**************************************************************
;*                 Interrupt Vectors                          *
;**************************************************************


            ORG   $FFFA              ; <--- IMPORTANTE RECORDAR COLOCAR EL VECTOR DE INTERRUPCION DE IRQ EN EL ORIGEN CORRECTO
            DC.W  rutinaIRQ          ; ...con el nombre que se le haya dado a la rutina de interrupcion de IRQ
            DC.W  spurious           ; SWI
            DC.W  _Startup           ; Reset

Instrucciones Relacionadas

El Instruction Set de los Microcontroladores HCS08 contiene instrucciones directamente vinculadas con el uso del pin IRQ, como:

• BIH: Branch if IRQ Pin High. Comprueba el estado del pin de interrupción externo y realiza un salto si el pin esta en un nivel alto.

If IRQ pin = 1, PC ← (PC) + $0002 + rel

• BIL: Branch if IRQ Pin Low. Comprueba el estado del pin de interrupción externo y realiza un salto si el pin esta en un nivel bajo.

If IRQ pin = 0, PC ← (PC) + $0002 + rel

El registro CCR no se ve afectado por estas instrucciones.

Referencias

• MC9S08QE128RM Reference Manual