TMS320F24x的实时多中断任务处理

表1 TMS320F240 INT3级中断控制向量表

中断源名称	DSP内核中断级向量地址	外设向量寄存器地址	外设向量偏移地址	是否可屏蔽	控制器模块	中断功能
TPINT2	INT3(0006H) 事件管理器中断组B	EVIVRB（7433H）	002AH	可	EV.GPT2	定时器2周期中断
TCINT2		002CH	可	EV.GPT2	定时器2比较中断
TUFINT2		002DH	可	EV.GPT2	定时器2下溢中断
TOFINT2		002EH	可	EV.GPT2	定时器2上溢中断
TPINT3		002FH	可	EV.GPT3	定时器3周期中断
TCINT3		0030H	可	EV.GPT3	定时器3比较中断
TUFINT3		0031H	可	EV.GPT3	定时器3下溢中断
TOFINT3		0032H	可	EV.GPT3	定时器3上溢中断

2 TMS320F240实时多中断任务处理的软件实现

由于F240器件采用了多个中断源共享内核同一中断级的中断方式，不仅提供了更多的中断源，而且使得用户能方便地处理各种中断源的中断请求。

如图5所示，当系统有多中断任务产生时，一旦有中断任务被响应，则CPU终止当前正在执行的程序代码，转移至中断服务子程序并执行。中断服务子程序主要分两个步骤完成。



①转移至通用中断服务子程序（GISR-G功Interrupt Service Routine）。当中断级中的某一个中断被响应时，CPU将转移至相应的向量地址，并根据该地址转移至GISR。例如，若INT3中的一个中断被响应，则程序计数器（PC）值被存入栈顶，然后PC机中装入程序寄存器地址0006h。地址0006h和0007h中包含一条转移指令。该指令使CPU转移至 GISR。

②转移至特定中断服务子程序（SISR-Special Interrupt Service Routine）。当一个外设中断请求被响应时，外设产生一个相应于该特定中断事件的向量地址偏移量。该偏移量通常被锁存在系统中断向量寄存器（SYSIVR）或事件管理中断向量寄存器（EVIVRA/EVIVRB/EVIVRC）中。GISR必须读取存储在IVR中的值，确定具体的子中断源，并据此产生转移至SISR的转移目标地址，然后进行特定的中断处理。

在对SISR进行处理完毕之后，ISR以一条返回指令RET结束。该指令将把返回地址从堆栈弹出。然后，CPU继续执行被中断的代码序列。
如果对于某一中断级，并没有多中断源共享的情况，则直接在GISR中进行中断处理即可。此时，没有必要进入SISR进行子中断源的判断。另外，进入中断后，INTM位自动置1，以防止其它的可屏蔽中断。若想允许中断嵌套，则要在ISR中清除INTM位（CLRC INTM），在全局上重新使能可屏蔽中断，使得新的ISR得以嵌套。

下面结合一个具体的机器人DSP控制程序，给出DSP实时多中断任务处理的实例。在本机器人DSP控制程序中，一共要完成四个中断实时处理任务，并且涉及到了多个中断源共享DSP内核同一中断级的中断方式。中断服务程序结构框图如图6所示。



串行中断SCI占用了INT1第一级中断，完成DSP与上位机的通信任务。定时器T1中断占用了INT2第二级中断，完成传感器的位置信息采集和PID控制任务。而定时器T2中断和定时器T3中断则共用了INT3第三级中断，完成产生两路PWM波形的任务。定时器T2和定时器T3各自周期中断的向量偏移地址分别为002BH和002FH。当有INT3级中断申请时，在对应的中断服务程序（ISR）中判断中断的向量偏移地址，以此来确定具体是产生了定时器T2中断还是定时器T3中断，再转入定时器T2/T3相应的子中断服务程序。在中断服务程序中，需要根据在中断程序中对各种寄存器的使用情况，编写中断保护和中断恢复代码，即在进入ISR时，要对这些寄存器变量进行堆栈保护；在ISR完成时，要对这些寄存器变量进行堆栈恢复。另外，在编写中断服务程序时，要注意对各寄存器的中断标志位和中断屏蔽位进行适当的处理，为进入下一次中断做准备。以下即为给出的机器人中断服务程序的核心代码，主要对两个定时器中断源共享INT3中断级的中断处理进行详尽地阐述。对于INT1和 INT2这两个中断任务，由于无多中断源共享的问题，在进行中断处理时比较简单，直接进入相应的ISR即可。相应的中断处理程序请见网络补充版。

结语

在利用DSP进行数字化控制的过程中，必然要使用到较多的中断才能圆满完成对复杂控制系统的控制任务。F240作为DSP TMS320F24x系列的典型代表，掌握F240的中断处理方法，对TMS320F24x系列的TMS320F241/F243/C242以及 TMS320LF2406/LF2407等芯片同样具有参考意义。因此，这种处理方法还具有一定的通用性。笔者将该处理方法应用到基于 TMS320F240的主从遥控作业机器人控制系统的软件开发中。经实践证明，这能够满足机器人的实时多中断任务处理的要求，并取得了良好的实际效果。

参考文献

1. TMS320F/C24x DSP Controllers Reference Guide-CPU and Instruction Set 1999
2. 武汉力源电子股份有限公司 TMS320C2XX 数字信号处理器用户指南 2000
3. 章云.谢莉萍.熊红艳 DSP 控制器及其应用 2001
4. 张雄伟 DSP 芯片的原理与开发应用 1997

作 者：武汉化工学院 张琴 华中科技大学 向先波  
来 源：单片机与嵌入式系统应用 2003（12）