MA3420E中斷系統(tǒng)知識講解

1、MAX3420E 中斷系統(tǒng)引言MAX3420E 可與任何 SPI 主操縱器相連， 構(gòu)成全速 USB 外 設(shè)器件。盡管由 MAX3420 治理底層 USB 信令，然而需要 處理 USB 事件時， SPI 主操縱器必須參與處理。 MAX3420 的 INT 引腳指示有中斷發(fā)生， SPI 主操縱器讀取 14 個中斷 請求位，確定需要服務(wù)的中斷。要緊由這些中斷請求 (IRQ) 位確定 MAX3420E 的工作過程。注意： SPI 主操縱器能夠是微操縱器、 DSP 、ASIC 或者任 何具備 SPI 端口的器件， 并能提供 SCLK 信號。 本文檔使用 的術(shù)語“SP主操縱器”和微操縱器”含義相同。MAX

2、3420E 中斷邏輯中斷邏輯。陰影部分是可通過 SPI圖 1 所示為 MAX3420E 訪問的寄存器位。IRQ 位 每一個中斷源都有一個用于鎖存服務(wù)請求的觸發(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：讀取一個 IRQ 位，將返回 IRQ 觸發(fā)器的狀態(tài)。寫入一個 “1至” IRQ 位，將清除 IRQ 觸發(fā)器， 寫入“0至” IRQ 位，不改變觸發(fā)器狀態(tài)。能夠在任意時刻讀取 IRQ 位，它反映了 IRQ 觸發(fā)器的狀態(tài)。 按照上面第 2 條，寫入 1 而不是 0 來清除所選的 IRQ 位， 這一過程不需要讀 -修改 -寫周期。舉例講明，假設(shè)

3、 MAX3420E 的 IRQ 位與一般的寄存器位一樣，寫 1 置位， 寫 0 清除。現(xiàn)在，我們想要清除 USBIRQ 寄存器的 URESIRQ 位。圖 2 所示為實現(xiàn)該操作的代碼。由于 SPI 主操縱器通過寫 1來清除一個 MAX3420E IRQ 位， 而寫 0 不改變其他寄存器位， 因此 SPI 主操縱器能夠直接寫 入位屏蔽值來清除 URESIRQ 位。因此， 圖 2 中的最后三條 語句能夠由圖 3 中的單條語句替代。IEN 位14 個 MAX3420E 中斷的每一個都有相應(yīng)的中斷使能 （IEN） 位°IEN位和IRQ觸發(fā)器輸出進行 與”操作，決定是否向INT 引腳傳送中斷請求

4、 （圖 1）。14 個 IRQ 觸發(fā)器通過門控電路后， 進行 “或 ”操作，形成一個內(nèi)部中斷請求信號，傳送至中斷引 腳邏輯模塊。注意，不管 IEN 位的狀態(tài)如何， IRQ 位都指示中斷懸掛狀態(tài)。 如此， 即使中斷不觸發(fā) INT 引腳， 固件仍能夠檢查該懸掛中 斷。假如您的程序需要檢查一個 IRQ 寄存器 “是否懸掛中斷 ”， 一個簡單的方法是讀取 IRQ 和 IEN 寄存器，對它們進行 “與 操作，檢查現(xiàn)在指示 等待和被使能的IRQ”位。零值表示沒 有使能的中斷處于懸掛狀態(tài)。IE 位SPI 主操縱器通過 IE 位使能或者禁止 INT 引腳。由于該位 阻礙到所有的中斷，因此通常稱之為全局中斷使能

5、。不論IRQ 或者 IEN 位的狀態(tài)如何，當 IE = 0 時， INT 引腳無效。中斷引腳邏輯兩個寄存器位 INTLEVEL （ 參考下面的討論 ）和 POSINT 操縱 INT 引腳的工作方式。在設(shè)置 IE = 1 之前，應(yīng)先設(shè)置這兩個 配置位。電平模式， INTLEVEL = 1 某些微操縱器系統(tǒng)使用低電平有效中斷。采納這種配置時， MAX3420E 采納一個開漏極晶體管驅(qū)動 INT 引腳至地。由 于引腳只能驅(qū)動為低電平， 因此， 需要在 INT 引腳和邏輯電 源之間接一個上拉電阻。 該模式支持多個芯片的 INT 引腳輸 出（每個均為開漏輸出 ）連接在一起，并使用單個上拉電阻。 由于任何

6、一個芯片輸出都可將該引腳拉低， 因此這種邏輯有 時也稱為 “線或”。關(guān)于這種類型的系統(tǒng)， 設(shè)置 INTLEVEL = 1 。邊沿模式， INTLEVEL = 0 （ 缺省值 ）MAX3420E INT 引腳也能夠驅(qū)動邊沿有效的中斷系統(tǒng)， 現(xiàn)在 微操縱器在其中斷輸入引腳上檢查 0-1 或者 1-0 跳變。這是 MAX3420E 的缺省模式， INTLEVEL = 0 。 SPI 主操縱器通 過第二個 POSINT 位設(shè)置邊沿極性。當 POSINT = 1 時， MAX3420E 為懸掛中斷輸出一個 0-1 跳變。當 POSINT = 0 （缺省值 ）時， MAX3420E 為懸掛中斷輸出一個 1

7、-0 跳變。在圖 1 中，請注意以下幾方面 :假如一個 IRQ 位置位，而其對應(yīng)的 IEN 位清零，則 IRQ 可 不能阻礙 INT 輸出引腳。然而，中斷仍處于懸掛狀態(tài)。永久 能夠讀取 IRQ 位以獲得其狀態(tài)，可向?qū)?yīng)的寄存器位寫1，將 IRQ 位清零。懸掛中斷 （IRQ 位是 1）的 IEN 位出現(xiàn) 0-1 跳變時將產(chǎn)生中斷 INT 引腳可連接至微操縱器的中斷系統(tǒng)。此外，微操縱器能 夠輪詢 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 因為在邊沿模式中， INT 引腳輸出的脈沖可能太窄，微操縱 器無法探測到

8、 （ 參考下面的討論 ）。請注意，電平模式需要在 INT 引腳和 VL 之間連接一個上拉電阻。INT 引腳波形 電平模式圖 4 所示為電平模式下的 MAX3420E INT 引腳波形。 INT 引腳靜態(tài)為高電平 （上拉至 VL） 。假設(shè)圖中兩個中斷的 IEN 位置為 1，全局 IE 位置為 1，那么將出現(xiàn)以下事件。 （下面 標有字母的條目對應(yīng)圖 4 中相同字母標出的事件。 ）發(fā)生一個中斷請求，使 MAX3420E INT 引腳置低。 注意：盡管 MAX3420E 中斷輸出引腳被稱為 INT 引腳，它 有時也是負極性 （例如在電平模式下 ）。SPI 主操縱器完成中斷服務(wù)后， 向 IRQ 位寫入

9、1 ，將其清零。INT引腳返回至靜態(tài)咼電平。（a）和（b）之間的間隔是中斷置 位其 IRQ 位和 SPI 主操縱器清除 IRQ 位之間的時刻。 產(chǎn)生另一個中斷請求，將 INT 引腳拉低。當?shù)谝粋€中斷請求處于懸掛狀態(tài)時，產(chǎn)生了第二個中斷請 求。 INT 電平?jīng)]有變化， 因為至少有一個中斷處于懸掛狀態(tài)。 （實際上，此刻有兩個中斷處于懸掛狀態(tài)。）SPI 主操縱器完成一個中斷服務(wù)后，向 IRQ 位寫入 1，將其 清零。由于仍有一個中斷處于懸掛狀態(tài)， INT 引腳保持低電 平。SPI 主操縱器處理完剩下的中斷請求，向 IRQ 位寫入 1，將 其清零。 沒有中斷處于懸掛狀態(tài)， 因此 INT 引腳返回至靜態(tài)

10、 咼電平。注意：假如一個中斷的 IRQ 觸發(fā)器 （圖 1） 置位，則認為該中 斷處于懸掛狀態(tài)。這種邏輯能夠?qū)ｉT好地處理 INT 引腳輪詢。假如 MAX3420E 的任何部分需要服務(wù)， 同時其中斷已被使能， 那么 INT 引腳 變?yōu)榈碗娖健Ｔ谖⒉倏v器清除最后一個懸掛IRQ位之前，INT引腳一直保持低電平。邊沿模式圖 5 所示為兩種極性邊沿模式下的 MAX3420E INT 引腳波 形，極性由 POSINT 位操縱。 波形與電平模式的相似， 但有 兩處不同。在兩種條件下， INT 引腳產(chǎn)生邊沿跳變：一個 IRQ 位變?yōu)橛行顟B(tài) （其 IRQ 觸發(fā)器產(chǎn)生 0-1 跳變）。 處理器清除一個 IRQ 位

11、（向其寫入 1），其他 IRQ 處于懸掛狀 態(tài)。第二個條件確保還有中斷需要服務(wù)時處理器能夠檢測到邊 沿跳變。除了產(chǎn)生邊沿跳變外，與電平模式一樣， INT 引腳也具有有 效和無效狀態(tài)。 INT 引腳的無效狀態(tài)取決于 POSINT 位設(shè)置 的邊沿極性。 在這點上， 邊沿模式與電平模式相似， 查看 INT 引腳的狀態(tài)就能夠明白是否有中斷處于懸掛狀態(tài)：在負極性邊沿模式下，假如沒有懸掛中斷， INT 引腳為高電 平；假如有懸掛中斷，則為低電平。在正極性邊沿模式下，假如沒有懸掛中斷， INT 引腳為低電 平；假如有懸掛中斷，則為高電平。以下講明解釋了 INT 引腳的有效和無效狀態(tài)。 有效狀態(tài)意味 著至少有

12、一個中斷處于懸掛狀態(tài)； 無效狀態(tài)是指沒有中斷處 于懸掛狀態(tài)。假設(shè)中斷已被使能，將出現(xiàn)以下事件。（下面標有字母的條目對應(yīng)圖 5 中相同字母標出的事件。 ） 產(chǎn)生一個中斷請求時， MAX3420E INT 引腳出現(xiàn)一個邊沿跳 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)。SPI 主操縱器完成中斷服務(wù)后， 向 IRQ 位寫入 1 ，將其清零。MAX3420E INT 引腳返回至無效狀態(tài)。圖中 （a）和（b）之間的 間隔（1）是產(chǎn)生中斷和 SPI 主操縱器清除 IRQ 位之間的時刻。 產(chǎn)生另一個中斷請求時， MAX3420E INT 引腳產(chǎn)生一

13、個邊沿 跳變，并保持其有效狀態(tài)。當?shù)谝粋€中斷請求處于懸掛狀態(tài)時， 又產(chǎn)生了第二個中斷請 求。 MAX3420E INT 引腳必須產(chǎn)生另一個邊沿跳變， 因此該 引腳在無效和有效狀態(tài)之間產(chǎn)生跳變脈沖， 從而提供正確的 邊沿極性。在MAX3420E中，亥脈沖的寬度固定為 10.67 ys。 由于還有中斷處于懸掛狀態(tài)， INT 引腳保持在有效狀態(tài)。SPI 主操縱器完成一個懸掛中斷服務(wù)后， 向其 IRQ 位寫入 1， 將其清除。與第（d）步一樣，INT引腳產(chǎn)生另一個邊沿跳變。SPI 主操縱器處理完剩下的中斷請求，向其IRQ 位寫入 1，將其清除。沒有中斷處于懸掛狀態(tài)，因此，INT 引腳返回至無效狀態(tài)。中斷寄存器表 1. 陰影部分的 MAX3420E 寄存器位操縱中斷系統(tǒng)MAX3420E 具有兩類 USB 中斷，由表 1 中陰影部分的寄