MAX3420E外設(shè)控制器的中斷系統(tǒng)
MAX3420E的中斷邏輯
◇ IRQ位
圖1所示為MAX3420E中斷邏輯。陰影部分是可通過(guò)SPI訪問(wèn)的寄存器位，圖中有一個(gè)IRQ位，實(shí)際上，每一個(gè)中斷都有一個(gè)用于鎖存服務(wù)請(qǐng)求的觸發(fā)器。觸發(fā)器的輸出即為IRQ，它出現(xiàn)在MAX3420E寄存器中，IRQ位提供兩種功能：一是讀取一個(gè)IRQ位，然后返回IRQ觸發(fā)器的狀態(tài)；二是寫入一個(gè)“1”至IRQ位，以清除IRQ觸發(fā)器，而寫入“0”至IRQ位，則不改變觸發(fā)器狀態(tài)。
事實(shí)上，可以在任意時(shí)刻讀取IRQ位，它反映了IRQ觸發(fā)器的狀態(tài)，當(dāng)按照寫入1而不是0來(lái)清除所選的IRQ位時(shí)，這一過(guò)程不需要讀-修改-寫周期，假設(shè)MAX3420E的IRQ位與普通的寄存器位一樣，即寫1置位，寫0清除，那么，清除USBIRQ寄存器的USESIRQ位的操作代碼如下：
#define rUSBIRQ 13 //register 13
#define bmURESIRQ 0x08 //URESIRQ is bit4，bm means“bit mask”
unsigned char dum；
dum=rreg（rUSBIRQ）； //read the register
dum=dum&—bmURESIRQ； //chear one bit
wreg（Rusbirq，dum）； //write it back
由于SPI主控制器可通過(guò)寫1來(lái)清除一個(gè)MAX3420E IRQ位，而寫0則不改變其他寄存器位，因此，SPI主控制器可直接寫入位屏蔽值以清除URESIRQ位。這樣，上述代碼中的最后三條語(yǔ)句便可由下面的單條語(yǔ)句所替代：
wreg（rUSBIRQ，bmURESIRQ）；//1 cheras an IRQ bit，0 leaves it alone
◇ IEN位
14個(gè)MAX3420E中斷的每一個(gè)都有相應(yīng)的中斷使能（IEN）位，IEN位和IRQ觸發(fā)器輸出進(jìn)行“與”操作，可決定是否向INT引腳傳送中斷請(qǐng)求。14個(gè)IRQ觸發(fā)器通過(guò)門控電路后再進(jìn)行“或”操作，也會(huì)形成一個(gè)內(nèi)部中斷請(qǐng)求信號(hào)，并傳送至中斷引腳邏輯模塊。
實(shí)際上，無(wú)論IEN位的狀態(tài)如何，IRQ位都指示中斷懸掛狀態(tài)，這樣，即使中斷不觸發(fā)INT引腳，固件仍可以檢查該懸掛中斷，如果您的程序需要檢查一個(gè)IRQ寄存器“是否懸掛中斷”，比較簡(jiǎn)單的方法是讀取IRQ和IEN寄存器，并對(duì)它們進(jìn)行“與”操作，然后檢查“等待和被使能的IRQ”位，零值表示沒有使能的中斷，系統(tǒng)處于懸掛狀態(tài)。
◇ IE位
SIP主控制器通過(guò)IE位來(lái)使能或者禁止INT引腳，由于該位影響到所有的中斷，因此通常稱之為全局中斷使能，不論IRQ或者IEN位的狀態(tài)如何，當(dāng)IE為0時(shí)，INT引腳均無(wú)效。
可用兩個(gè)寄存器位INTLEVEL（參考下面的討論）和POSINT來(lái)控制INT引腳的工作方式，在設(shè)置IE為1之間，應(yīng)先設(shè)置這兩個(gè)配置位。其操作如下：
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（1）電平模式
某些微控制器系統(tǒng)使用低電平有效中斷。當(dāng)采用這種配置時(shí)，MAX3420E采用一個(gè)開漏極晶體管驅(qū)動(dòng)INT引腳至地，由于引腳只能驅(qū)動(dòng)低電平，因此，需要在INT引腳和邏輯電源之間接一個(gè)上拉電阻，該模塊支持多個(gè)芯片的INT引腳輸出（每個(gè)均為開漏輸出）連接在一起，并使用單個(gè)上拉電阻。由于任何一個(gè)芯片輸出都可將引腳拉低，因此這種邏輯有時(shí)也稱為“線或”。對(duì)于這種類型的系統(tǒng)，可設(shè)置INTLEVEL為1。
（2）邊沿模式
MAX3420E的INT引腳可以驅(qū)動(dòng)邊沿有效的中斷系統(tǒng)，此時(shí)，微控制器在其中中斷輸入腳上將檢查0到1或者1到0跳變，INTLEVEL為0是MAX3420E的缺省模式。SPI主控制器通過(guò)第二個(gè)POSINT位設(shè)置邊沿極性，POSINT為1時(shí)，MAX3420E為懸掛中斷輸出一個(gè)0到1的跳變。POSINT為0（缺省值）時(shí)，MAX3420為懸掛中斷輸出一個(gè)1到0的跳變。
需要說(shuō)明的是：如果一個(gè)IRQ位置位，而其對(duì)應(yīng)的IEN位清零，則IRQ將不會(huì)影響INT輸出引腳，但是，中斷仍處于懸掛狀態(tài)，永遠(yuǎn)可以讀取IRQ位以獲得其狀態(tài)，可向?qū)?yīng)的寄存器位寫1，并將IRQ位清零。
懸掛中斷（IRQ位是1）的IEN位出現(xiàn)0到1跳變時(shí)將產(chǎn)生中斷。
INT引腳可連接至微控制器的中斷系統(tǒng)，此外，微控制器可以輪詢INT引腳，以確定MAX3420E是否有中斷處于懸掛狀態(tài)，最適合輪詢的模式是電平模式（INTLEVEL=1），這是因?yàn)樵谶呇啬Ｊ街?，INT引腳輸出的脈沖可能太窄，微控制器無(wú)法探測(cè)到（參考下面的討論）。請(qǐng)注意，電平模式需要在INT引腳和V1之間連接一個(gè)上拉電阻。
INT引腳狀態(tài)與波形
◇ 電平模式
圖2所示為電平模式下的MAX3420E的INT引腳波形。INT引腳靜態(tài)為高電平（上拉至VL）。假設(shè)圖中兩個(gè)中斷的IEN位均置為1，全局IE位也置1，那么將發(fā)生一個(gè)中斷請(qǐng)求，使MAX3420E INT引腳置低，實(shí)際上，盡管MAX3420E中斷輸出引腳被稱為INT引腳，它有時(shí)也是負(fù)極性（例如在電平模式下）。
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SPI主控制器完成中斷服務(wù)后將向IRQ位寫入1，并將其清零，并使INT引腳返回至靜態(tài)高電平。（a）和（b）之間的間隔是中斷置位其IRQ位和SPI主控制器清除IRQ位之間的時(shí)間，當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生另一個(gè)中斷請(qǐng)求，會(huì)將INT引腳拉低，而當(dāng)?shù)谝粋€(gè)中斷請(qǐng)求處于懸掛狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)可能產(chǎn)生第二個(gè)中斷請(qǐng)求，而此時(shí)INT電平?jīng)]有變化，因此至少有一個(gè)中斷處于懸掛狀態(tài)（實(shí)際上，此刻有兩個(gè)中斷處于懸掛狀態(tài)。）
當(dāng)SPI主控制器完成一個(gè)中斷服務(wù)向IRQ位寫入1并將其清零后，由于仍有一個(gè)中斷處于懸掛狀態(tài)，INT引腳將保持低電平，此后SIP主控制器處理完剩下的中斷請(qǐng)求，并向IRQ位寫入1，在將其清零，此后由于沒有中斷處于懸掛狀態(tài)，因此，INT引腳將返回至靜態(tài)高電平。
這種邏輯可以很好地處理INT引腳輪詢，如果MAX3420E的任何部分需要服務(wù)，并且其中斷已被使能，那么INT引腳將變?yōu)榈碗娖?，在微控制器清除最后一個(gè)懸掛IRQ位之前，INT引腳一直保持低電平。
◇ 邊沿模式
圖3所示為兩種極性邊沿模式下MAX3420E的INT引腳波形，極性由POSINT位控制。該波形與電平模式相似，但有兩處不同，在兩種條件下，INT引腳將產(chǎn)生邊沿跳變：第一是一個(gè)IRQ位變?yōu)橛行顟B(tài)（其IRQ觸發(fā)器產(chǎn)生0到1跳變），此時(shí)處理器將清除一個(gè)IRQ位（向其寫入1），其他IRQ處于懸掛狀態(tài)，第二個(gè)條件是在確保還有中斷需要服務(wù)時(shí)，處理器能夠檢測(cè)到邊沿跳變。
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除了產(chǎn)生邊沿跳變外，與電平模式一樣，INT引腳也具有有效和無(wú)效狀態(tài)，INT引腳的無(wú)效狀態(tài)取決于POSINT位設(shè)置的邊沿極性，在這一點(diǎn)上，邊沿模式與電平模式相似，察看INT引腳的狀態(tài)就可以知道是否有中斷處于懸掛狀態(tài)，當(dāng)在負(fù)極性邊沿模式下如果沒有懸掛中斷，INT引腳為高電平，如果有懸掛中斷，則為低電平，而在正極性邊沿模式下，如果沒有懸掛中斷，INT引腳為低電平，如果有懸掛中斷，則為高電平。
INT引腳的有效狀態(tài)意味著至少有一個(gè)中斷處于懸掛狀態(tài)，無(wú)效狀態(tài)是指沒有中斷處于懸掛狀態(tài)，假設(shè)中斷已被使能，那么，系統(tǒng)將出現(xiàn)以下事件；
（1）產(chǎn)生一個(gè)中斷請(qǐng)求時(shí)，MAX3420E INT引腳出現(xiàn)一個(gè)邊沿跳變，邊沿的極性取決于POSINT位的設(shè)置，由于中斷仍處于懸掛狀態(tài)，INT引腳保持其有效狀態(tài)。
（2）SPI主控制器完成中斷服務(wù)后，并向IRQ位寫入1，并將其清零。MAX3420E INT引腳返回至無(wú)效狀態(tài)，圖中（a）和（b）之間的間隔（1）是產(chǎn)生中斷和SPI主控制器清除IRQ位之間的時(shí)間。
（3）產(chǎn)生另一個(gè)中斷請(qǐng)求時(shí)，MAX3420E INT引腳產(chǎn)生一個(gè)邊沿跳變，并保持其有效狀態(tài)。
（4）當(dāng)?shù)谝粋€(gè)中斷請(qǐng)求處于懸掛狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)又將產(chǎn)生第二個(gè)中斷請(qǐng)求，由于MAX3420E INT引腳必須產(chǎn)生另一個(gè)邊沿跳變。因此，該引腳將在無(wú)效和有效狀態(tài)之間產(chǎn)生跳變脈沖，從而提供正確的邊沿極性，在MAX3420E中，該脈沖的寬度固定為10.67μs，由于還有中斷處于懸掛狀態(tài)，INT引腳可保持在有效狀態(tài)。
（5）SPI主控制器完成一個(gè)懸掛中斷服務(wù)后，向其IRQ位寫入1，將其清除。與第（d）步一樣，INT引腳產(chǎn)生另一個(gè)邊沿跳變。
（6）SPI主控制器處理完剩下的中斷請(qǐng)求，并向其IRQ位寫入1，將其清除。由于此時(shí)已沒有中斷處于懸掛狀態(tài)，因此，INT引腳返回至無(wú)效狀態(tài)。
中斷寄存器
表1是MAX3420E寄存器控制位，其中陰影部分可用于控制USB中斷系統(tǒng)。MAX3420E具有兩類USB中斷，可由表1中陰影部分的寄存器控制，中斷位分為兩類：一是位于EPIRQ（R11）和EPIEN（R12）寄存器的端點(diǎn)控制，二是位于USBIRQ（R13）和USBIEN（R14）寄存器的USB控制，全局IE位在CPUCTL寄存器中。
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中斷請(qǐng)求位BAV
該器件的三個(gè)緩沖區(qū)就緒（BAV）IRQ位可用于指示是否可以將SPI主控制器裝入一個(gè)IN端點(diǎn)FIFO，芯片復(fù)位或者IN數(shù)據(jù)由端點(diǎn)緩沖區(qū)成功地發(fā)送給主機(jī)后，MAX3420將置位這些IRQ位，此后該IRQ將通知SPI主控制器緩沖區(qū)可以裝入新數(shù)據(jù)。
與所有的MAX3420E IRQ位一樣，也可以通過(guò)寫入1來(lái)三個(gè)清除BAV IRQ位，但是千萬(wàn)不要這樣做，相反，應(yīng)通過(guò)寫入IN端點(diǎn)的字節(jié)計(jì)數(shù)寄存器來(lái)清除BAV IRQ位，這是因?yàn)镸AX3420E要使用一個(gè)IN端點(diǎn)的BAV中斷請(qǐng)求位作為鎖定機(jī)制。
事實(shí)上，上述機(jī)制可以確保SPI主控制器和MAX3420E的串行接口引擎（SIE）不會(huì)同時(shí)使用端點(diǎn)緩沖區(qū)。例如，如果清除BAV位，然后以兩條單獨(dú)指令裝入字節(jié)計(jì)數(shù)器。那么當(dāng)您更新字節(jié)計(jì)數(shù)寄存器時(shí)，可能已經(jīng)開始了數(shù)據(jù)包傳輸，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)出錯(cuò)。
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