主要分为三个部分， 第一部分是中断函数是怎么使用的：通过MIO按键利用中断控制LED亮灭 第二部分是在UART控制器中如何使用串口中断 第三部分是在定时器中使用中断
一、中断函数是怎么使用的
GPIO模块框图： 
GIC如何知道中断请求来自哪里：中断ID，例如GPIO的ID是#52，根据ID识别中断是来自哪个外设的 ug585第229页列出了中断ID 
Q&A：
Q1：若GPIO产生了中断，GIC如何知道中断时来自于哪个引脚的 A1：最终传递给GIC的中断信号，可以通过INT_MASK的值来判断，中断来自于被屏蔽掉的信号之外的按键
Q2：若几个引脚都使能了，没有被屏蔽，如何判断中断来自于那个引脚 A2：INT_STAT寄存器，寄存了每个引脚中断的状态，可以通过查看该寄存器状态判断中断来源。中断会通过或or逻辑传递给GIC。
Q3：中断逻辑的或门如何运作 A3：中断会通过或or逻辑传输给GIC，GPIO一共有118个（54+64）引脚，不论是那个引脚产生了中断，都会向GIC产生一个中断请求。需要通过MASK和INT_STAT这两个寄存器去判断是哪一个寄存器产生的中断信号。
系统框图 
正点原子实验的系统框图是通过PS端的按键通过中断控制LED，但实验室开发板资源PS端没有按键，因此可通过EMIO将PL端的按键替换正点原子实验里的PS端按键 
ug585编程指导：
drivers里的例程：
main函数里的GpioIntrExample函数是此次实验的核心函数 
GpioIntrExample函数
通过case进行芯片选型开发板类型 
查找PS的GPIO查找器件驱动 
对GPIO器件进行初始化 
查找期间驱动和对PSGPIO进行初始化的程序在之前用过，如下 使用所有的器件之前，都需要这样的过程，查找配置信息及初始化 
GPIO器件的自测程序 
给特定的引脚设置方向，例如把GPIO的按键设置成输入 设置输出端口并使能 
设置中断系统。所以中断的信息应该在这个函数当中，详细观察该函数 
XScuGic类型，是ps里的通用的中断控制器 XGpioPs类型是Gpio的实例 GpioIntrId：中断的ID，对于gpio来说就是52
类型的注释如下 
函数内容： 
GPIO_INTERRUPT_ID通过ctrl按键查找发现其实就是52，与ug585中的中断号对应 
报错Intc没有声明，Intc是什么？Intc是从example里传递过来的 
Intc是XScuGic的类型，数据从哪里来？ 
找到Intc变量，这是中断控制器的驱动实例 
复制过来，但该类型并未声明 
需找到该类型头文件 
在声明中1，2变量均为指针类型变量，需要用的是这两个驱动实例的指针，因此需要在函数里也用指针 
加个取地址的符号 
下面仔细研究SetupInterruptSystem这个函数内部 用于反应函数运行的结果，用于寄存运行的结果，这个status不需要，可以删掉 
声明了一个配置类型的指针 这是中断控制器的实例，里面包含了中断的配置信息 
类似于int main里的XGpioPs_Config *ConfigPtr; 
Xil_ExceptionInit();是什么， 
中断控制器ID没有定义，参照示例程序定义ID，因为只有一个GIC器件，因此ID号其实是0 
这三个函数，只要用到外设的中断功能，就需要这几个函数
初始化并设置 ARM 处理器的异常处理功能。ARM 处理器支持 7 种异常情况：复位、未定义指令、软件中断、指令预取中止、数据中止、中断请求（IRQ）和快速中断请求（FIQ）。每种异常也都有自己的 ID 标识，其中 XIL_EXCEPTION_ID_INT 用于标识中断请求（IRQ）异常。我们通过调用函数 Xil_ExceptionRegisterHandler( XIL_EXCEPTION_ID_INT, (Xil_ExceptionHandler) XScuGic_InterruptHandler, &scugic_inst )来给 IRQ 异常注册处理程序，它会将中断控制器 GIC 的中断处理程序与 ARM 处理器中的硬件中断处理逻辑连接起来。另外还要通过 Xil_ExceptionEnable( )函数使能 IRQ 异常。 
关联中断处理函数，变量有：中断控制器驱动实例指针，GPIO中断ID号52，中断的处理函数句柄，回调参考通常是驱动的指针 
下面是中断的设置的步骤 首先是设置中断类型 
详细看该函数 这个函数是给整个bank的pin设置中断类型 如果给单独的GPIO的引脚设置中断类型可使用XGpioPs_SetPinIntrType(). 本次实验只想给单独引脚设置中断，所以可用XGpioPs_SetPinIntrType().这个函数，去头文件找一下 XGpioPs_SetIntrTypePin可以给单独引脚设置中断类型 
中断类型可以看.h里的宏定义看看 
这个就是宏定义，上升沿、下降沿、双沿、高电平、低电平 
因为按键按下是下降沿，因此选择XGPIOPS_IRQ_TYPE_EDGE_FALLING，吧MIO12这个引脚中断类型设置好 
下面这个函数是设置回调函数的句柄，其实就是给GPIO中断设置一个中断的服务函数，就是每一个中断来的时候需要给一个中断服务函数，中断来的时候要首先执行一下这个中断服务函数，之后后再回到主函数中去执行。 
这个函数的功能与XScuGic_Connect类似，只不过是给GIC控制器的异常处理函数的XGpioPs_IntrHandler 其中的XGpioPs_IntrHandler就是XGpioPs_SetCallbackHandler来设置的 也就是说将XScuGic_InterruptHandler这个句柄最终指向IntrHandler这个句柄 
最终的IntrHandler句柄是我们自己编写的中断函数
这两个函数可以合并成一个函数，可以把自己编写的中断函数IntrHandler直接放到Xil_ExceptionRegisterHandler中的XScuGic_InterruptHandler 
例程中的如下信号是给整个bank的中断使能信号 
进入详细看看，去头文件看看，下面有对单独引脚设置使能信号的函数即XGpioPs_I ntrEnablePin(XGpioPs *InstancePtr, u32 Pin); 
代码如下 
GIC可以接收很多信号的中断，包括PS里的外设或PL的一些中断，可以接收，也可以屏蔽 打开GPIO外设中断的使能信号 其中有个中断的ID，每个中断源发送请求都会标出中断号，52 
这两个函数有什么区别呢 上面是对GPIO外设进行配置，使能其中的一个MIO引脚的中断功能 下面的函数是对中断控制器进行一个配置，是为了打开GPIO外设中断的功能 
最后还有一个函数 
Xil_ExceptionEnableMask其实是与Xil_ExceptionInit();和Xil_ExceptionRegisterHandler属于同一组函数 其作用是使能处理器的中断
接下来最重要的是编写中断服务函数 先看示例里是怎么写的 
中断服务函数需要自己写，但是可以先写个简单的，测试一下是否成功调动中断服务函数 
检测到中断服务函数可以正常运行，接下来怎么写中断服务函数？？ 可以编写一个通过按键中断使led灯取反的操作 
每次按下按键进入中断函数，使key_press置1，然后检测到key_press置1的时候对led取反
但是中断逻辑里有INT State寄存器，当第一次中断触发之后这个寄存器就会写1，不会自动清零。如果中断再次使能，随即会再次产生一个中断（但是中断事件并没有发生）因此在使能之前需要先清零。 
按键的抖动会导致按一次检测到多个下降沿，加入按键消抖功能，可以直接用usleep消抖 
验证成功，我们成功的通过中断来控制led的亮灭。这就是中断函数的应用，那么在工程中中断函数是怎么应用的？？？ 在工程中我们应该怎么使用中断函数？？ 完整代码见最后
二、UART控制器中如何使用串口中断
首先什么是UART控制器呢？ 
PS中提供了uart，在pl中需要手动写uart时序代码编写uart的时序，但是在ps端并不需要了解时序就可以直接使用uart 可以像操作fifo一样往寄存器里写入数据，uart控制器就能帮我们把控制器发送出去（接收过程同样） 在ug585 的19章有对uart控制器的讲解 
全双工、异步 通过控制 配置和模式寄存器来实现波特率或者发送数据等等配置 有独立的接收和发送的路径（两个） 每个路径包含了一个64字节的fifo，所以操作uart数据有点类似操作FIFO，主要是将数据连续或者非连续的写道FIFO当中 
模式的切换是什么：给RxD和TxD进行配置，有四种模式，后面详细介绍 FIFO的中断状态为支持轮询 或者 中断 的方式 轮巡：不同的读取FIFO寄存器，检测当前 中断：例如可以配置接收的阈值，当达到这个阈值以后，产生一个中断。其实通过中断的方式可以更好的执行代码，节省cpu资源 收到串口数据打断进程 软件读写数据是通过Rx和T下数据端口寄存器实现的 
串口控制器有两个 可编程不同波特率产生 FIFO深度是64字节 数据位宽6、7、8位 停止位1、1.5、2位 校验方式奇、偶、校验位固定为0、固定为1、没有校验
中断产生 RxD和TxD模式设置：一共有四种
UART控制器框图 
以下为UART的整体框图 
串口要发送数据还是接收数据实际是操纵其FIFO，相对于verilog相对简单，了解寄存器，就可以实现串口收发的功能
波特率的产生 
不同的参考时钟表格，对应的实际的波特率 
发送FIFO介绍：TxFIFO
发送FIFO存储了数据，数据由APB接口来进行写入，CPU操控TxFIFO寄存器写入数据存到FIFO中直到读出，并送到移位寄存器（并转串），最大8位 当数据写道发送FIFO内，FIFO的空标志会被清除 空标志：FIFO里写入数据后拉低，当数据读出去后，并加载到为位移寄存器后，空标志拉高 发送器：检测到FIFO非空，就从FIFO中读数据，并将其串行输出出去。并转串时间较长，主机有足够的时间继续像FIFO中写入数据。这样可以衔接每一波特连续传输 TxFIFO满状态标志：FIFO写满，阻止后面数据写入FIFO。FIFO容量只有64字节， TxFIFO将满标志：快满了，可避免写入过多数据导致溢出 发送FIFO阈值触发：当前FIFO还有多少个数据。若配置成10，则当FIFO中达到10个数据以后可以产生标志位或中断，获取状态，知道当前FIFO中数据数量的阈值 
在波特率的控制下将数据按位进行输出 
接收FIFO介绍
接收FIFO数据来源于后面的移位寄存器（串转并），写道RxFIFO中，最大位宽8位 RxFIFO空标志：写入数据后空标志会被清除。CPU通过APB接口读取数据。如果RxFIFO本身就是空的，那读到的数据都是0 RxFIFO满状态：FIFO已经写满，继续接收数据会溢出 阈值触发设置：通过接收触发寄存器进行设置：1-63。FIFO中数据达到阈值量则产生标志位，可通过该标志位产生中断，CPU处理该中断，将数据从接收FIFO中读出来
数据采样
由分频寄存器实现 如下图，配置成15，就是对每一位采样16次，采集中心位置为有效数据（较稳定） 
I/O模式的切换
正常模式、自动回应模式、本地环回模式、远端换环回模式 Mode Switch模式切换功能模块：位于发送模块和TxD端口之间，接收器和RxD之间。 箭头所指就是不同模式下的功能
一般用正常模式 正常模式：正常收发数据 自动回应模式：对端设备的数据会环回，CPU可接收数据，但是CPU无法发送数据 本地环回模式：发送器直接连接到接收器 远端环回模式：将接收端直接连接到发送端，CPU无法接收数据或发送数据 
Q1：模式配置是干嘛用的（本地环回模式）？ A1：假设我们当前没有外设，或者板子还没有进行串口连接，此时我们想验证一下数据传输是否正确，就可以用本地环回模式，验证一下程序所控制的发送的数据和接受的数据是否一致。
Q2：远端环回模式是干嘛用的： A2：假设我们的程序还没有调通，配置成远端环回模式，通过对端设备下发数据，看一下能不能收到数据，验证一下外部的硬件连接是不是正确的。
中断和状态寄存器（重要）
有两个状态寄存器，可通过软件读取 中断状态寄存器：读取状态，并产生中断 状态寄存器：只能获取状态
The Chnl_int_sts_reg0 register中断状态寄存器是粘性的（被置位后一直保持，直到软件把它清除。写1清除），这个寄存器与the Intrpt_mask_reg0 mask register中断掩码寄存器是按位与的操作。
什么意思：只有掩码寄存器的某一位是1，中断状态寄存器也是1的时候，与的结果是1，只有都是1时才能产生中断，送到中断控制器。
mask=0，表示屏蔽某位中断 mask=1，表示使能某位中断
中断寄存器框图
如下
中断使能寄存器和中断除能寄存器如果相同，相当于没有开启中断 
寄存器每一位所表示的含义如下 文档中详细写了每个标志位的含义 
FIFO中断
接收FIFO和发送FIFO框图 UART FIFO产生中断很灵活，可以配置，产生中断框图如下 
编程指南
如何对UART进行配置，以及收发数据如何实现
如何配置寄存器功能
帧格式 波特率 FIFO触发的阈值 
当控制器使能之后做了这些配置，不需要使用这些寄存器时可以除能。下次再需要使用时直接使能就可以，不需要再重新配置了
配置uart帧格式
下面给了一个配置uart帧格式个例子 比如向uart.mod_reg0写入0x0000_0020的时候会进行如下配置 
那么每一位对应的配置是如何配置的，ug585中也给了详细怎么配置，可以看文档最后有寄存器详细列表 文档最后有详细配置 例如最低位：使用参考时钟 or 八分频后的时钟 
配置uart的波特率
设置RxFIFO触发等级
设置触发等级：写到这个寄存器里面uart.Rcvr_FIFO_trigger_level0配置触发等级，可以写入1-63触发阈值，写0就是disable 
使能控制器
uart.Control_reg0 register.往这个寄存器里面配置使能控制器。0x0000_0117 
以上的配置可以通过库函数来调用这些功能
传输数据
接收数据的两种方式：轮询 or 中断
空时可一次性写入64个字节 
使用轮询方式发送数据
检查FIFO是否空，写入64位数据， 写入更多的数据到fifo，有两种方法 1：检查是否还有位置发送数据 2：等待FIFO空，空后再次写入64字节
使用中断方式发送数据
对空empty的中断除能 
一次性写入64字节 检查fifo还有没有空间发送数据 重复以上两个步骤 使能中断 等待发送fifo为空，空后返回第一步骤重新除能重新发送数据 
接收数据
轮询方式 or 中断方式
轮询：
等待数据量达到阈值 从RxFIFO中读出数据 重复第二步骤直到读空 接收超时，清零status bit
中断：
使能中断 等待RxFIFO数据量达到阈值 or 接收超时 读出数据：TX_RX_FIFO0 重复2、3过程 清除中断 
TX_RX_FIFO0： 将数据发送出去操纵的时TX_RX_FIFO0，然而将数据读进来也是操作的这个寄存器TX_RX_FIFO0 虽然操作的是同一个寄存器，但是其实是两个不同的FIFO 文档中有该寄存器的介绍（文档最后） 
低八位，可读可写
接收FIFO触发阈值的中断
UART中断的实现
任务：通过UART控制器，完成串口中断数据的环回的功能
硬件连接，连接到MIO14和MIO15 
系统框图 
系统程序是在DDR3内存中运行 
block设计其实可以通过model选择EMIO引脚的，但是我们此实验用的是MIO，不用设置不用勾选 
其实这些就是modem里的一些信号，但是平时不怎么用，只用到TXD和RXD就ok 
配置波特率
vivado里可以对uart的波特率进行配置，这里配置完以后其实可以在sdk/vitis里通过软件重新配置的 
此刻我们用到的是MIO14和MIO15，但是如果想连接到EMIO也可以在这里配置成EMIO 
创建工程以后
首先要对使用的模块进行初始化
即对uart控制器和中断控制器进行初始化，并关联中断函数
塞林斯driver里给了实例 
导入到工程中
通过看官方例程发现一个大致规律，若使用一个ps的外设，操作类似
GPIO中断：1、配置。2、使能外设中断。3、对中断控制器配置。
UART中断：1、配置。2、对中断控制器配置。3、关联中断处理函数并处理。4、清除中断
示例是怎么对串口进行配置的
查找配置→对串口进行初始化
#include "xparameters.h" //器件参数信息
#include "xstatus.h" //包含 XST_FAILURE 和 XST_SUCCESS 的宏定义
#include "xil_printf.h" //包含 print()函数
#include "xgpiops.h" //包含 PS GPIO 的函数
#include "sleep.h" //包含 sleep()函数
#include "xscugic.h" //XScuGic类型变量 的头文件
#include <stdio.h>
//宏定义 GPIO 和 GIC 器件的ID
#define GPIO_DEVICE_ID 0 // XPAR_XGPIOPS_0_BASEADDR
#define INTC_DEVICE_ID XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID
//Gpio的中断号就是52,XPAR_XGPIOPS_0_INTR就是52
#define GPIO_INTERRUPT_ID XPAR_XGPIOPS_0_INTR
//连接到 MIO 的 LED
#define MIOLED0 0
//设置ps端按键key
#define MIO12_KEY 12
XGpioPs_Config * ConfigPtr; //实例
XScuGic_Config *IntcConfig; //中断控制器实例
XGpioPs Gpio; // GPIO 设备的驱动程序实例
XScuGic Intc; // 中断程序 的驱动实例
void SetupInterruptSystem(XScuGic *GicInstancePtr, XGpioPs *Gpio,u16 GpioIntrId);
void IntrHandler();
u32 key_press;
int main(){
u32 led_value = 0 ;
printf("GPIO INTERRUPT Test! \n\r");
//根据器件的ID，查找器件的配置信息
ConfigPtr = XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEVICE_ID);
//初始化GPIO驱动
XGpioPs_CfgInitialize(&Gpio, ConfigPtr,ConfigPtr->BaseAddr);
//设置指定引脚的方向：0 输入，1 输出
XGpioPs_SetDirectionPin(&Gpio, MIOLED0, 1);
//使能指定引脚输出：0 禁止输出使能，1 使能输出
XGpioPs_SetOutputEnablePin(&Gpio, MIOLED0, 1);
//设置中断系统
SetupInterruptSystem(&Intc,&Gpio, GPIO_INTERRUPT_ID);
while (1)
{
if(key_press){
led_value = ~led_value;
key_press = 0;
//清除之前的中断状态寄存器中的INT State，语句在gpiops.h里XGpioPs_IntrClearPin
XGpioPs_IntrClearPin(&Gpio, MIO12_KEY);
//将led_value的值写入led
XGpioPs_WritePin(&Gpio, MIOLED0, led_value);
usleep(200000);//按键消抖
XGpioPs_IntrEnablePin(&Gpio, MIO12_KEY);
//中断逻辑里有INT State寄存器，当第一次中断触发之后这个寄存器就会写1，不会自动清零。如果中断再次使能，随即会再次产生一个中断（但是中断事件并没有发生）
//因此在使能之前需要先清零
}
}
return 0;
}
//三个变量：中断控制器的驱动实例指针，GPIOPS驱动的实例指针，GPIO中断ID号
void SetupInterruptSystem(XScuGic *GicInstancePtr, XGpioPs *Gpio,
u16 GpioIntrId)
{
//查找GIC器件的配置信息，并初始化
IntcConfig = XScuGic_LookupConfig(INTC_DEVICE_ID);
XScuGic_CfgInitialize(GicInstancePtr, IntcConfig,IntcConfig->CpuBaseAddress);
//初始化arm处理器异常句柄，这两个函数每次使用中断时都需要调用
Xil_ExceptionInit();
//来给 IRQ 异常注册处理程序
Xil_ExceptionRegisterHandler(XIL_EXCEPTION_ID_INT,
(Xil_ExceptionHandler)XScuGic_InterruptHandler,
GicInstancePtr);
//使能处理器的中断
Xil_ExceptionEnableMask(XIL_EXCEPTION_IRQ);
//关联中断处理函数，变量有：中断控制器驱动实例指针，GPIO中断ID号52，中断的处理函数句柄，回调参考通常是驱动的指针
XScuGic_Connect(GicInstancePtr, GpioIntrId,
(Xil_ExceptionHandler)IntrHandler,
(void *)Gpio);
//为GPIO器件使能中断
XScuGic_Enable(GicInstancePtr, GpioIntrId);
//设置MIO引脚的中断触发类型为下降沿触发
XGpioPs_SetIntrTypePin(Gpio, MIO12_KEY, XGPIOPS_IRQ_TYPE_EDGE_FALLING);
//打开MIO引脚的中断使能信号
XGpioPs_IntrEnablePin(Gpio, MIO12_KEY);
}
void IntrHandler(){
printf("interrupt detected!\n\r");
key_press = 1 ;
XGpioPs_IntrDisablePin(&Gpio, MIO12_KEY);
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