由于第一篇文章介紹的方案中,我們將NDS作為SPI通信中的主機(Master),將Arduino作為從機(Slave)。在SPI通信中,主機向從機發送數據很容易:將SS線打低電平,然后就可以發送數據到MOSI線上。而從機向主機發送數據則比較困難,因為SPI從機不能主動向主機發送數據。為了我們最后實現的方案中使從機能主動向主機發送數據,我們采用從機向主機觸發一個IRQ中斷,讓主機知道從機有數據需要發送,然后由主機引發SPI通信,并使從機的數據發送到主機。
一、硬件中斷設計
這里最核心的部分,即如何讓從機(Arduino)去觸發一個主機(NDS)的IRQ中斷呢?這可以通過以下兩步完成:
(1)硬件上:連接Atmega 168/328 CPU的 PB6 引腳到NDS Slot
1接口的第7引腳,見圖1;
(2)軟件上:首先配置NDS端開啟CARD LINE IRQ中斷,然后讓Atmega CPU 在 PB6
引腳上發生一個從低電平到高電平的上升沿,或從高電平到低電平的下降沿,來觸發NDS的IRQ中斷。
說明:NDS Slot 1的第7引腳對應Card Line
IRQ,可接收Slot 1的外部中斷到NDS內部,并進行處理。Atmega 168/328的 PB6 (即PORT B
6)和很多其它引腳一樣,是個多功能復用的引腳。它有3個功能,除了可以和PB7一起連接外部晶振等功能外,也可以作為external
interrupt
source,即外部中斷源。(注:不過因為NDS作為SPI主機和Atmega通信不需要再通過觸發Atmega的外部硬件中斷來告訴Atmega需要接收NDS即將發的數據,而NDS可以直接將SS拉低后發送,因此這里只用于Atmega去觸發NDS的外部中斷。所以也可以連接到Atmega的其它空余的數字引腳。)
二、NDS端對外部IRQ硬件中斷的軟件設置
步驟如下:
(1)首先按上篇教程先完成對NDS端的SPI初始化工作;
(2)然后編寫CARD INE
IRQ中斷服務函數代碼,并設置該中斷調用的函數到相應的中斷向量表中。使用libnds的庫函數,可如下操作實現:
irqSet(IRQ_CARD_LINE, card_line_irq);
其中,參數IRQ_CARD_LINE為中斷號,該宏對應Slot
1卡帶的CARD LINE IRQ中斷號,值為IRQ_CARD_LINE=(1<<20)。參數card_line_irq為中斷服務函數,其函數原型為:
static void
card_line_irq();
說明:NDS的各中斷可參考REG_IE/REG_IF寄存器,如圖2所示:
(3)中斷開啟NDS的CARD LINE
IRQ中斷使能,可通過設置REG_IE寄存器第20位為1實現:
int oldIME =
REG_IME;
REG_IME =
0;
REG_IE |=
(1<<20);
REG_IME =
oldIME;
這段代碼首先將NDS的中斷總使能寄存器REG_IME置0,
然后對REG_IE第20位置1,最后恢復REG_IME的原有值。這是因為REG_IE寄存器屬于臨界資源,也不允許操作REG_IE寄存器時發生別的中斷而轉去別的中斷處理代碼。也就是說對REG_IE的操作是原子操作。
如果使用libnds庫函數則比較方便,直接調用如下函數便可:
irqEnable(IRQ_CARD_LINE);
至此,NDS端對Slot
1接口的CARD LINE IRQ的中斷處理工作就準備就緒了,一旦Arduino向NDS端發送一個電平波動引發NDS的CARD
LINE IRQ中斷后,card_line_irq()函數便會自動執行。因此可以在這個函數里向Arduino發送一個dummy字節,引發SPI通信,使得Arduino可以在收到這個dummy字節后隨隨后把數據賦給SPDR寄存器,使該數據傳輸給NDS主機。
三、Arduino端如何觸發NDS端CARD LINE
IRQ硬件中斷
上文已述,需要Arduino在PB6接口向NDS端發送一個電平波動。一般需要跟據NDS端對CARD
LINE IRQ中斷響應的配置進行發送電平波動,但由于找不到文檔關于NDS端對CARD LINE
IRQ中斷響應的配置信息,所以不知道是該發送一個低電平到高電平的上升沿過去,還是發送一個從高電平到低電平的下降沿過去。參考DS
brut中Atmega端的代碼,是這么做的:
void
do_irq()
{
}
分析該函數:
1. DDRB為PORT
B引腳對應的數據傳輸方向寄存器 (Port B Data Direction
Register),DDRB |= (1 <<
6); 的意思是將DDRB第6位置1,查看DataSheet,1代表輸出,0代表輸入。所以這里將PB6引腳配置為輸出,類似于調于Arduino的庫函數:pinMode
(PB6, OUTPUT);
2. PORTB為PORT B引腳對應的數據傳輸寄存器,相應的位如果置1代表電平為HIGH,置0代表為LOW。因此上述代碼先產生了一個由低電平到高電平的上升沿,再產生一個高電平到低電平的下降沿。這樣一來,肯定能觸發NDS的CARD
LINE IRQ中斷了。
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