ARM通用I/O接口及中断编程实验.docx
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简介：
本文档详细介绍了基于ARM架构的通用输入输出（GPIO）接口和中断编程的基础知识与实践操作，旨在帮助读者掌握相关硬件控制技能。
### ARM通用IO接口及中断编程实验知识点解析
#### 一、实验背景与目的
本实验旨在通过具体的项目实践，帮助学生深入理解并掌握ARM微处理器中的通用输入输出（GPIO）接口及其中断处理机制。通过利用群星单片机驱动库中的API函数进行GPIO编程，并设计中断服务程序来响应外部事件，使学生能够更好地掌握嵌入式系统开发的关键技能。
#### 二、实验任务分析
本次实验包含两个主要任务：走马灯程序设计与按键中断程序编写。
**任务一：走马灯程序设计**
- **目标**：实现一个动态变化的LED灯显示效果，包括LED灯的逐个点亮与熄灭、整体闪烁等。
- **具体要求**：
- 初始状态下，LED3至LED6均处于熄灭状态。
- 程序运行后，按照预定模式循环执行LED灯亮灭过程。
- 在特定阶段，所有LED灯会一起闪烁4次。
**任务二：按键中断程序编写**
- **目标**：设计一个基于按键触发的中断服务程序，实现对四个不同LED灯的独立控制。
- **具体要求**：
- 使用EASYARM8962开发板上的四个按键（KEY1至KEY4），分别控制LED3至LED6。
- 当按下某个按键时，相应的LED灯状态发生改变。
- 利用中断服务函数实现按键检测与响应。
#### 三、实验原理与程序设计
**1. GPIO接口介绍**
- GPIO（General Purpose InputOutput）是指可以自由配置为输入或输出的引脚。在ARM处理器中，GPIO通常用于连接外部设备或传感器，以进行数据采集或设备控制。
- 本实验使用的GPIO位于GPIOA端口，涉及的引脚有GPIO_PIN_2、GPIO_PIN_3、GPIO_PIN_4和GPIO_PIN_5。
**2. 中断机制简介**
- 中断是嵌入式系统中常用的一种处理外部事件的方式。当外部设备向处理器发送中断请求时，处理器会暂停当前任务，转而执行中断服务程序(ISR)。
- 在本实验中使用按键作为中断源，按下按键触发中断，并执行预先编写的ISR。
**3. 程序设计要点**
- **走马灯程序**：
- 定义LED相关的GPIO端口和引脚。
- 使用`SysCtlPeripheralEnable`函数使能GPIO端口。
- 通过`GPIOPinTypeGPIOOutput`设置为输出模式，利用循环结构实现LED的亮灭过程。使用`GPIOPinWrite`控制LED状态，并用`SysCtlDelay`实现延时功能。
- **按键中断程序**：
- 类似地定义按键相关的GPIO端口和引脚。
- 使能GPIO端口并设置为输入模式，配置中断控制器以设定触发条件。编写ISR处理按键检测与响应，在主循环中初始化中断，并等待事件发生。
#### 四、实验程序示例
**走马灯程序示例代码**:
```c
#include systemInit.h
#define LED_PERIPHSYSCTL_PERIPH_GPIOA
#define LED_PORTGPIO_PORTA_BASE
#define LED_PINGPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5
#define OnCode[4] = { 0xFB, 0xF3, 0xE3, 0xC3 };
#define OffCode[4] = { 0xE3, 0xF3, 0xFB, 0xFF };
int main(void) {
unsigned long ulVal = 0xFF;
int i = 0;
jtagWait(); // 防止JTAG失效
clockInit(); // 初始化时钟
SysCtlPeripheralEnable(LED_PERIPH);
GPIOPinTypeGPIOOutput(LED_PORT, LED_PIN);
while (1) {
for (i = 0; i <= 3; i++) {
GPIOPinWrite(LED_PORT, LED_PIN, OnCode[i]);
SysCtlDelay(1500 * (TheSysClock / 3000));
}
for (i = 0; i <= 7; i++) {
ulVal = GPIOPinRead(LED_PORT, LED_PIN);
GPIOPinWrite(LED_PORT, LED_PIN, ~ulVal);
SysCtlDelay(1500 * (TheSysClock / 3000));
}
for (i = 0; i <= 3; i++) {
GPIOPinWrite(LED_PORT, LED_PIN, OffCode[i]);
SysCtlDelay(1500 * (TheSysClock / 3000));
}
for (i = 0; i <= 7; i++) {
ulVal = GPIOPinRead
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