中断

模型车的中断处理：

1. ITU介绍：
   在H8/3048F-ONE中有五路内置通道：ITU0-ITU4。
   ITU是Integrated Timer Unit的缩写，即累积计数单元；也就是高效率的计数器。
   
   ITU有什么用途呢？
   根据设置，ITU0~4可以被用作 间隔定时器、PWM输出、3相PWM输出等。在模型车中使用的是：将ITU0设置为间隔定时器来进行精确的时间测量，将ITU3、ITU4设置为PWM输出来对左右电机和舵机进行控制。
   
   
2. ITU寄存器设置：
   

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   ITU0是用作间隔定时器，介绍一下他的相关寄存器的设置：

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   • ITU0_CNT(Timer counter，计数器)：他的作用相当于时钟秒针，经过一定的时间间隔就会增加1，此时间间隔在ITU0_TCR中设置；
   
   
   • ITU0_TCR(Timer control register,计时器控制寄存器)：决定了ITU0_CNT什么时候置0或者是增加1；
     ITU0_TCR:   
     Bit:7       6      5      4     3     2     1     0
     

     -

     CCLR1

     CCLR0

     CKEG1

     CKEG0

     TPSC2

     TPSC1

     TPSC0

     Setup value: 0 0 1 0 0 0 1 1
     
     其中：
     bit6、5：设置将ITU0_CNT清0的时刻。程序中为0 1,表示当ITU0_CNT=ITU0_GRA＋1时，将ITU0_CNT清0。
     bit2、1、0：计时器分频率，也就是设置ITU0_CNT的计数间隔。程序中设置为0 1 1，表示计时器计数间隔为内部时钟频率的8分频。H8/3048F-ONE的晶振频率为24.576MHZ，所以ITU0_CNT的计数周期为1/(24.576*10^6/8)=325.52ns,即每经过325.52ns ITU0_CNT计数就增加1；
     
     
   
   
   • ITU0_GRA(General Purpose register A)：ITU0_GRA会自动地和ITU0_CNT进行比较，如果两者的值匹配，并且系统允许中断发生，那么此时就引发中断。此处匹配的含义是：满足ITU0_CNT=ITU0_GRA+1的条件。
         实际上，ITU0_GRA就是用于设置中断发生间隔的。在程序中，要求每1ms发生一次中断。通过前面的设置，我们已经知道ITU0_CNT每经过325.52ns就增加1，并且当ITU0_CNT=ITU0_GRA+1的时候，就可能发生中断，并且ITU0_CNT被清0。而1*10^3/(325.52*10^(-9))=3072,也就是说当ITU0_CNT计数到3072时就到1ms了，因此ITU0_GRA应该设置为3072-1=3071。
       其中,ITU0_GRA是unsigned int型的，16bit，数值范围是0－65535。
     
   
   
   • ITU0_GRB(General Purpose register B)：他的用途和ITU0_GRA是类似的，是同类型寄存器。
   
   
   • ITU0_IER(Timer Interrupt Enable Register)：决定是否允许中断的寄存器；
     Bit: 7    6      5      4      3      2     1     0
     

     -

     -

     -

     -

     -

     OVIE

     IMIEB

     IMIEA

     Setup value: 0 0 0 0 0 0 0 1
     
     说明：
     Bit2: OVerflow Interrupt Enable (OVIE)
     Bit1: Input capture/compare Match Interrupt Enable B (IMIEB)
     Bit0: Input capture/compare Match Interrupt Enable A (IMIEA)
     这里的OVIE,IMIEB,IMIEA和ITU0_TSR里面的中断请求标志位是对应的，ITU0_IER的设置决定了是否响应对应中断。
     
     
   • ITU0_TSR(Timer Status Register):通过读取该寄存器可以获得ITU0的状态。
     Bit:7    6     5     4    3      2       1        0
     

     －

     －

     －

     －

     －

     OVF

     IMFB

     IMFA

     此寄存器的功能叙述比较复杂，但是实际上比较简单：可以举例说明。
     IMFA ：Input capture/compare Match Flag A(匹配标志)，也就是ITU0_TSR的第0位，这一位在ITU0_CNT=ITU0_GRA+1的时候变为1，表示有中断请求。
     其他两个标志位类似。
     

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     只有ITU0_TSR和ITU0_IER的对应位均为1时，才产生相应中断。

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   • ITU_STR(Timer Start Register):此寄存器用于启动ITU*_CNT计数，就像是一个开关。(*:0~4)。
     Bit: 7 6 5 4 3 2 1 0
     

     －

     －

     －

     Start counting ITU4_CNT

     Start counting ITU3_CNT

     Start counting ITU2_CNT

     Start counting ITU1_CNT

     Start counting ITU0_CNT

     
     Setup value: 0 0 0 0 1 0 0 1
     
     从上面的设置可以看出：ITU0和ITU3被使用了。
     
     
     在本程序中，当ITU0_CNT=ITU0_GRA+1的匹配条件满足时，则ITU0_TSR的最地位bit0变为1，并且ITU0_CNT被清0；如果此时ITU0_IER的bit0为1，即允许中断的话，此时将产生ITU0的IMIA0 interrupt。然后根据kit05start.src中可知，此中断的中断相量号是24，对应的中断相量函数是interrupt_timer0()。这样interrupt_timer0()每隔1ms就会被调用一次。
      
   

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   接下来，ITU3是被当作PWM输出的，看一下他的设置：
   

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   一般来说，五路ITU，一路ITU可以输出一个PWM波形。但是在H8/3048F-ONE中，有一种模式称为”重置-同步PWM模式“。这种模式会联合使用ITU3和ITU4而输出3路PWM波形，其实是6路，并且两两反相(PB0和PB1反相、PB2和PB4、PB3和PB5)。这种模式的缺点是输出的这3路PWM信号的周期必须是相同的。
   /* ITU3, 4 reset-synchronized PWM mode for right-left motor and servo */
   390 : ITU3_TCR = 0x23;
   391 : ITU_FCR = 0x3e;
   392 : ITU3_GRA = PWM_CYCLE; /* Setting of cycle */
   393 : ITU3_GRB = ITU3_BRB = 0; /* PWM Setting of left motor */
   394 : ITU4_GRA = ITU4_BRA = 0; /* PWM Setting of right motor */
   395 : ITU4_GRB = ITU4_BRB = SERVO_CENTER; /* PWM Setting of servo */
   396 : ITU_TOER = 0x38;
   397 :
   398 : /* Count start of ITU*/
   399 : ITU_STR = 0x09;
   
   
   • ITU3_TCR(Timer control register,计时器控制寄存器)：决定了ITU3_CNT什么时候置0或者是增加1；
     他的设置和上面的ITU0的一样(赋值为0x23)：ITU3_CNT是在ITU3_CNT=(ITU3_GRA+1)时被清0的；ITU3_CNT的计数间隔是325.52ns（即8分频）；
     
     
   • ITU_FCR(Timer Function Control Register):此寄存器用于设置ITU3和ITU4的工作方式以及设置缓冲寄存器的使用。
     Bit: 7  6    5      4      3      2      1       0
     

     －

     －

     CMD1

     CMD0

     BFB4

     BFA4

     BFB3

     BFA3

     
     Set value: 0 0 1 1 1 1 1 0
     1）bit5 bit4
         1    1  ：说明ITU3和ITU4是一起工作在“重置-同步PWM模式”；
      除此之外，若设置为00、01，则ITU3和ITU4是工作在正常模式；设置为10，说明工作在complementary PWM mode.
     2）bit3、2、1、0：
     Bit3: Buffer Mode B4 (BFB4)。设为0：ITU4_GRB正常使用；设为1：ITU4_GRB通过ITU4_BRB进行缓冲，通常在重置PWM波占空比中使用。
     Bit2: Buffer Mode A4 (BFA4)。设为0：ITU4_GRA正常使用；设为1：ITU4_GRA通过ITU4_BRA进行缓冲。
     Bit1: Buffer Mode B3(BFB3)。设为0：ITU3_GRB正常使用；设为1：ITU3_GRB通过ITU3_BRB进行缓冲。
     Bit0: Buffer Mode A3 (BFA3)。设为0：ITU3_GRA正常使用；设为1：ITU3_GRA通过ITU3_BRA进行缓冲。在程序中，ITU3_GRA不是用于占空比设置，而是用于设置PWM的周期，正常操作，因此该位设为0。
   • ITU_TOER (Timer Output master Enable Register)：
     Bit: 7 6 5 4 3 2 1 0
     

     －

     －

     EXB4

     EXA3

     EB3

     EB4

     EA4

     EA3

     Set value: 0 0 1 1 1 0 0 0
         这个寄存器的功能描述很复杂，但是我们可以这样理解：
         当ITU3和ITU4工作在“重置-同步PWM模式”时，那么PB0～PB5都可以输出PWM波形。但是，我们可以通过设置这个寄存器的相应为，使得PB0～PB5中的某些不输出PWM波形，而是作为普通的I/O使用。此寄存器的bit0－bit5分别对应了PB0—PB5的设置：比如，若将bit5设为0，那么PB5作为普通I/O使用；若bit5设为1，那么将作为PWM输出口。
     

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     在模型车中，PB5是被用作舵机的PWM控制的，PB1和PB4是被用作左、右电机的PWM控制的。其他的作为普通I/O。
     

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   • 工作在“重置-同步PWM模式”下：
     ITU3_CNT：用作计数器；
     ITU4_CNT：未用到；
     ITU3_GRA：设置PWM周期。
     
     ITU3_GRB：设置PWM的占空比，并从PB1输出该占空比的PWM；PB0和PB1在“TU3_CNT=(ITU3_GRB + 1)”的时候，发生翻转(实际上，PB0并不作为PWM输出，由ITU_TOER的设置决定的)。其中PB1是反相输出，开始时电平为“1”，此时经过翻转后变为0，也就是PB1输出的PWM的正脉冲宽度为：ITU3_CNT*(ITU3_GRB + 1).
     
     ITU4_GRA：设置PWM的占空比，并从PB4输出该占空比的PWM；同上，PB4输出的PWM的正脉冲宽度为：ITU3_CNT*(ITU4_GRA + 1).
     
     ITU4_GRB：设置PWM的占空比，并从PB5输出该占空比的PWM；同上，PB5输出的PWM的正脉冲宽度为：ITU3_CNT*(ITU4_GRB + 1).
     
     在“ITU3_CNT = (ITU3_GRA + 1)”时，上面三路输出PB1、PB4、PB5均发生翻转，即ITU3_CNT被清0，PB1、PB4、PB5输出的PWM波同时跳变为1（高电平）。新的PWM周期开始了。
   • 缓冲寄存器的使用：
        用ITU3_GRB、ITU4_GRA、ITU4_GRB来设置PWM波的占空比有一定的缺点：每次我们要改变占空比，就要重新设置ITU3_GRB、ITU4_GRA、ITU4_GRB。如果重写操作和比较匹配操作(ITU3_CNT= each general register+1)同时发生，那么重写寄存器的操作会先执行。所以，匹配满足了却被忽略了，波形不会翻转。
        因此，缓冲寄存器被用来防止这种情况的发生。缓冲寄存器有ITU3_BRA、ITU3_BRB、ITU4_BRA、ITU4_BRB。以ITU3_BRB的使用为例：
     ITU3_BRB是ITU3_GRB的缓冲寄存器，在程序中，要重置的值被写入到ITU3_BRB中，而不是
     ITU3_GRB中，不直接对ITU3_GRB进行重写，以避免重写与比较匹配的竞争。ITU3_BRB中重置的值在波形翻转(匹配条件成立时，ITU3_CNT=(ITU3_GRB +1))以后，自动地传送到ITU3_GRB中，改变PWM波的占空比。
     

     ---

     是否启用缓冲寄存器是在ITU_FCR中设置的。

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3.