lab_2

;*******************************
;*
;* Malldokument för Lab2 i Datorteknik Y på Darma
;*
;* KPa 180212
;*
;*
;* Lab 2: Använd två portar för avbrott: Port F pin 4 och Port D pin 7
;*
;*        Port B pin 0-7 definierat som utgångar
;*        Port D pin 7 definierat som ingång, pin 7 avbrott på stigande flank
;*        Port E pin 0-5 definierat som utgångar
;*        Port F pin 0-3 definierat som utgångar
;*        Port F pin 4 definierat som ingång med pull-up, pin 4 avbrott på stigande flank
;*
;* Fördefinierade subrutiner
;*
;*  inituart:   Initiera uart0 till 115200 baud, 8N1.
;*  initGPIOB:  Initiera port B
;*  initGPIOD:  Initiera port D
;*  initGPIOE:  Initiera port E
;*  initGPIOF:  Initiera port F
;*  initint:    Initiera NVIC för GPIOF prio 5, GPIOD prio 2
;*  SKBAK:      Skriv ut "Bakgrundsprogram"
;*  SKAVH:      Skriv ut "     Avbrott höger"
;*  SKAVV:      Skriv ut "  Avbrott vänster"
;*  DELAY:      Fördröjning, r1=antal ms att vänta
;*

    .thumb      ; Kod ska vara för Thumb mode
    .text       ; Programkod ska placeras i programminnet
    .align 2    ; Börja på en jämn adress

    .global main    ; main finns definierad här
    .global intgpiod    ; intgpiod är definierad här
    .global intgpiof    ; intgpiof är definierad här

    .align 0x100    ; Starta main på en adress som slutar med två nollor.

;*************************************************************************
;*
;* Placera din ditt huvudprogram (main) här
;*
main:
    bl inituart
    bl initGPIOB
    bl initGPIOD
    bl initGPIOF
    bl initint
loop_1s:
    mov r1, #1000
    bl  DELAY
    bl  SKBAK
    b   loop_1s ; Ta bort


    .align 0x100    ; Starta avbrottrutin för GPIO port D på en adress som slutar med två nollor
;**********************************************
;*
;* Placera din avbrottrutin för GPIO port D här
;*
intgpiod:
    ; Här ska avbrottrutin aktiverad av port D finnas

    push {lr}

    ; nollställ avbrott
    ldr r1,GPIOD_base
    mov r0,#0xff    ; clear interrupts
    str r0,[r1,#GPIOICR]

    bl  SKAVH
    pop {lr}
    bx lr


    .align 0x100    ; Placera rutinen nedan i programminnet på en adress som slutar med 00
;***********************************************
;*
;* Placera din avbrottsrutin för GPIO port F här
;*
intgpiof:
    ; Här ska avbrottrutin aktiverad av port D finnas

    ; nollställ avbrott
    ldr r1,GPIOF_base
    mov r0,#0xff    ; clear interrupts
    str r0,[r1,#GPIOICR]

    push {lr}
    bl  SKAVV
    pop {lr}
    bx lr


    .align 0x100    ; Placera i programminnet på en adress som slutar med 00
;*******************************************************************************************************
;*
;* Subrutiner och definition. Inget som ska behöva ändras i labben, däremot kan ni använda eller lägga
;* till definitioner i tabellen nedan.
;*

;   inituart
;   Destroys r0, r1
;   inituart (assume almost all is default: no analog activated, UART0 already enabled by default) Could add code to check and setup if not correct
;   NOTE: Drawback with this approach: unsure if reset of cpu works!
;   enable UART0 (clock gating) (set 1 in bit 0 in RCGCUART at 0x400F.E000, offset 0x618)

;*****************************************************
;*
;* Konstanter som lagras i programminnet
;*
;* Används tillsammans med offset konstanterna nedan
;*
;*****************************************************
UART0_base  .field  0x4000c000, 32  ; Startadress för UART

GPIOA_base  .field  0x40004000, 32  ; General Purpose IO port A startadress
GPIOB_base  .field  0x40005000, 32  ; General Purpose IO port B startadress
GPIOC_base  .field  0x40006000, 32  ; General Purpose IO port C startadress
GPIOD_base  .field  0x40007000, 32  ; General Purpose IO port D startadress
GPIOE_base  .field  0x40024000, 32  ; General Purpose IO port E startadress
GPIOF_base  .field  0x40025000, 32  ; General Purpose IO port F startadress

GPIO_HBCTL  .field  0x400FE06C, 32  ; GPIO bussval

NVIC_base   .field  0xe000e000, 32  ; Nested Vectored Interrupt Controller

GPIO_KEY    .field  0x4c4f434b, 32  ; Nyckelvärde för upplåsning av konfiguration

RCGCUART    .field  0x400FE618, 32  ; Starta UART portar
RCGCGPIO    .field  0x400fe608, 32  ; Starta GPIO portar

;*****************************************************
; Konstanter som inte lagras i programminnet
;
; Används som offset tillsammans med base-definitioner
; ovan.
;*****************************************************
UARTDR      .equ    0x0000  ; Data register
UARTFR      .equ    0x0018  ; Flag register
UARTIBRD    .equ    0x0024  ; Baud rate styrning1
UARTFBRD    .equ    0x0028  ; Baud rate styrning2
UARTLCRH    .equ    0x002c  ;
UARTCTL     .equ    0x0030  ; Control register



;------------------- our variables -------------------;
GPIOB_GPIODATA  .field  0x400053fc, 32
;------------------- our variables -------------------;



GPIODATA    .equ    0x0000  ; Data register
GPIODIR     .equ    0x0400  ; Direction select
GPIOIS      .equ    0x0404  ; interrupt sense
GPIOIBE     .equ    0x0408  ; interrupt both edges
GPIOIEV     .equ    0x040c  ; interrupt event
GPIOIM      .equ    0x0410  ; interrupt mask
GPIORIS     .equ    0x0414  ; raw interrupt status
GPIOMIS     .equ    0x0418  ; masked interrupt status
GPIOICR     .equ    0x041c  ; interrupt clear
GPIOAFSEL   .equ    0x0420  ; alternate function select
GPIODR2R    .equ    0x0500  ; 2 mA Drive select
GPIODR4R    .equ    0x0504  ; 4 mA Drive select
GPIODR8R    .equ    0x0508  ; 8 mA Drive select
GPIOODR     .equ    0x050c  ; Open drain select
GPIOPUR     .equ    0x510   ; pull-up select
GPIOPDR     .equ    0x514   ; pull-down select
GPIOSLR     .equ    0x518   ; slew rate control select
GPIODEN     .equ    0x51c   ; digital enable
GPIOLOCK    .equ    0x520   ; lock register
GPIOCR      .equ    0x524   ; commit
GPIOAMSEL   .equ    0x528   ; analog mode select
GPIOPCTL    .equ    0x52c   ; port control

NVIC_EN0    .equ    0x100   ; Enable avbrott 0-31
NVIC_PRI0   .equ    0x400   ; Styr prioritet avbrott 0-3
NVIC_PRI1   .equ    0x404   ; Styr prioritet avbrott 4-7
NVIC_PRI7   .equ    0x41c   ; Styr prioritet avbrott 28-31
NVIC_PRI12  .equ    0x430   ; Styr prioritet avbrott 48-51

Bakgrundstext   .string "Bakgrundsprogram",13,10,0
Lefttext    .string "    AVBROTT v",0xe4, "nster",13,10,0
Leftstar    .string "          *",13,10,0
Righttext   .string "              AVBROTT h",0xf6, "ger",13,10,0
Rightstar   .string "                    *",13,10,0

    .align 2

;* SKBAK: Skriver ut texten "Bakgrundsprogram" i långsam fart
;* Förstör r3, r2, r1, r0
SKBAK:
    cpsid   i
    push {lr}
    adr r3,Bakgrundstext
    bl  slowprintstring
    pop {lr}
    cpsie i
    bx  lr


;* SKAVV: Skriver ut texten "Avbrott vänster" följt av 5 rader med en stjärna
;* Förstör r3, r2, r1, r0
SKAVV:
    adr r3,Lefttext
    push {lr}
    bl  slowprintstring
    mov r2,#5
leftloop:
    mov r1,#600
    bl  DELAY
    adr r3,Leftstar
    bl  slowprintstring
    subs r2,r2,#1
    bne leftloop
    pop {lr}
    bx  lr

;* SKAVH: Skriver ut texten "Avbrott höger" följt av 5 rader med en stjärna
;* Förstör r3, r2, r1, r0
SKAVH:
    adr r3,Righttext
    push {lr}
    bl  slowprintstring
    mov r2,#5
rightloop:
    mov r1,#600
    bl  DELAY
    adr r3,Rightstar
    bl  slowprintstring
    subs r2,r2,#1
    bne rightloop
    pop {lr}
    bx  lr

;* DELAY:
;* r1 = antal ms, förstör r1
DELAY:
    push {r0}
loop_millisecond:
    mov r0,#0x1300   ;CHANGE IT BACK TO #0x1300
loop_delay:
    subs r0,r0,#1
    bne loop_delay
    subs r1,r1,#1
    bne loop_millisecond
    pop {r0}
    bx  lr

;* inituart: Sätter upp seriell kommunikation (starta UART0, sätt baudrate 115200, 8N1 format)
inituart:
    ldr r1,RCGCUART
    ldr r0,[r1]
    orr r0,#0x01
    str r0,[r1]

;   aktivera  GPIO Port A
    ldr r1,RCGCGPIO
    ldr r0,[r1]
    orr r0,#0x01
    str r0,[r1]

    nop
    nop
    nop

;   Anslut pin 0 och 1 på GPIO port A till UART function (förvalt redan för UART0)
;   Tillåt alt funktion och slå på digital I/O på port A pin 0 och 1
    ldr r1,GPIOA_base
    ldr r0,[r1,#GPIOAFSEL]
    orr r0,#0x03
    str r0,[r1,#GPIOAFSEL]

    ldr r0,[r1,#GPIODEN]
    orr r0,#0x03
    str r0,[r1,#GPIODEN]

;   Sätt klockfrekvens för uart, beräknas som BRD = 16 MHz / (16 * 115200) = 8.680556 => BRDI = 8, BRDF=0.6805556, DIVFRAC=(0.6805556*64+0.5)=44
;      Slutlig inställning av klocka för uart:
;         8 till UARTIBRD (bit 15 till 0 i UARTIBRD)
    ldr r1,UART0_base
    mov r0,#0x08
    str r0,[r1,#UARTIBRD]

;        44 till UARTFBRD (bit 5 to 0 i UARTFBRD)
    mov r0,#44
    str r0,[r1,#UARTFBRD]

;   initiera 8 bit, ingen FIFO buffert, 1 stop bit, ingen paritetsbit (0x60 to bit 7 till 0 i UARTLCRH)
    mov r0,#0x60
    str r0,[r1,#UARTLCRH]

;   aktivera uart (0 till bitarna 15 and 14, 0 till bit 11, 0x6 till bitarna 9 to 7, 0x01 till bitarna 5 downto 0 i UARTCTL)

    mov r0,#0x0301
    str r0,[r1,#UARTCTL]

    bx  lr

    .align 0x10

; initGPIOB, sätt GPIO port B pin 7 till 0 som utgångar
; förstör r0, r1
initGPIOB:
    ldr r1,RCGCGPIO
    ldr r0,[r1]
    orr r0,#0x02    ; Aktivera GPIO port B
    str r0,[r1]
    nop  ; 5 klockcykler innan porten får användas
    nop
    nop

    ldr r1,GPIO_HBCTL   ; Välj bus för GPIOB
    ldr r0,[r1]
    bic r0,#0x02       ; välj apb bus för GPIOB (nollställ bit 1)
    str r0,[r1]

    ldr r1,GPIOB_base
    mov r0,#0xff    ; alla pinnar är utgångar
    str r0,[r1,#GPIODIR]

    mov r0,#0       ; alla pinnar fungerar som GPIO-port
    str r0,[r1,#GPIOAFSEL]

    mov r0,#0x00    ; Förhindra analog funktion
    str r0,[r1,#GPIOAMSEL]

    mov r0,#0x00    ; Använd port B som GPIO utan speciella funktioner
    str r0,[r1,#GPIOPCTL]

    mov r0,#0x00    ; Inga pullup pinnar på port B
    str r0,[r1,#GPIOPUR]

    mov r0,#0xff    ; alla pinnar är digital I/O
    str r0,[r1,#GPIODEN]

    bx  lr


; initGPIOD, sätt pinnar 2,3,6,7 som ingångar
; destroy r0, r1
initGPIOD:
    ldr r1,RCGCGPIO
    ldr r0,[r1]
    orr r0,#0x08    ; aktivera GPIO port D clocking
    str r0,[r1]
    nop  ; 5 klockcykler innan porten kan användas
    nop
    nop

    ldr r1,GPIO_HBCTL   ; använd inte ahb för GPIOD
    ldr r0,[r1]
    bic r0,#0x08       ; använd apb bus för GPIOD
    str r0,[r1]

    ldr r1,GPIOD_base
    ldr r0,GPIO_KEY
    str r0,[r1,#GPIOLOCK]       ; lås upp port F configurationsregister

    mov r0,#0xcc    ; tillåt de 4 pinnarna i porten att konfigureras
    str r0,[r1,#GPIOCR]

    mov r0,#0x0     ; alla som ingångar
    str r0,[r1,#GPIODIR]

    mov r0,#0       ; alla portens bitar som GPIO
    str r0,[r1,#GPIOAFSEL]

    mov r0,#0x00    ; förhindra analog funktionalitet
    str r0,[r1,#GPIOAMSEL]

    mov r0,#0x00    ; använd port D som GPIO utan speciella funktioner
    str r0,[r1,#GPIOPCTL]

    mov r0,#0x00    ; Ingen pullup på port D
    str r0,[r1,#GPIOPUR]

    mov r0,#0xff    ; alla pinnar som digital I/O
    str r0,[r1,#GPIODEN]

    bx  lr

; initGPIOE, sätt pinnar bit 0-5 som utgångar
; destroy r0, r1
initGPIOE:
    ldr r1,RCGCGPIO
    ldr r0,[r1]
    orr r0,#0x10    ; aktivera GPIO port E
    str r0,[r1]
    nop  ; 5 klockcykler innan porten används
    nop
    nop

    ldr r1,GPIO_HBCTL   ; Använd inte ahb (high performance bus) för GPIOE
    ldr r0,[r1]
    bic r0,#0x10       ; använd apb bus for GPIOE
    str r0,[r1]

    mov r0,#0x3f        ; alla pinnar ska vara utgångar
    str r0,[r1,#GPIODIR]

    mov r0,#0       ; alla portens bitar som GPIO
    str r0,[r1,#GPIOAFSEL]

    mov r0,#0x00    ; förhindra analog funktionalitet
    str r0,[r1,#GPIOAMSEL]

    mov r0,#0x00    ; använd port E som GPIO utan speciell funktionailtet
    str r0,[r1,#GPIOPCTL]

    mov r0,#0x00    ; Ingen pullup på port E
    str r0,[r1,#GPIOPUR]

    mov r0,#0x3f    ; alla pinnar som digital I/O
    str r0,[r1,#GPIODEN]

    bx  lr


; initGPIOF, sätt pin 0-3 som utgångar, pin 4 som ingång med pullup
; förstör r0, r1

initGPIOF:
    ldr r1,RCGCGPIO
    ldr r0,[r1]
    orr r0,#0x20    ; aktivera GPIO port F
    str r0,[r1]
    nop  ; 5 klockcykler innan porten kan användas
    nop
    nop

    ldr r1,GPIO_HBCTL   ; Välj bustyp för GPIOF
    ldr r0,[r1]
    bic r0,#0x20    ; välj GPIOF port ansluten till apb bus
    str r0,[r1]

    ldr r1,GPIOF_base
    ldr r0,GPIO_KEY
    str r0,[r1,#GPIOLOCK]       ; lås upp port F configurationsregister

    mov r0,#0x1f    ; tillåẗ alla 5 bitarna bli konfigurerade
    str r0,[r1,#GPIOCR]

    mov r0,#0x00    ; förhindra analog function
    str r0,[r1,#GPIOAMSEL]

    mov r0,#0x00    ; använd port F som GPIO
    str r0,[r1,#GPIOPCTL]

    mov r0,#0x0f    ; använd bit 0-3 som utgångar (Tryck INTE på högra svarta knappen på Darma!)
    str r0,[r1,#GPIODIR]

    mov r0,#0       ; alla pinnar ska vara GPIO
    str r0,[r1,#GPIOAFSEL]

    mov r0,#0x10    ; svag pull-up för switch ingång
    str r0,[r1,#GPIOPUR]

    mov r0,#0xff    ; alla pinnar som  digitala I/O
    str r0,[r1,#GPIODEN]

    bx  lr


; initint, initiera avbrottshanteringen
; förstör r0,r1
; Tillåt avbrott från pin 7 port D och pin 4 port F
initint:
    ; Tillåt inte avbrott
    cpsid   i

    ; Generera avbrott från port D, GPIO port D är avbrott nr 3 (vector 19)
    ; positiv flank, hög prioritet på avbrott

    ; Generera avbrott från port F, GPIO port F är avbrott nr 30 (vector 46)
    ; positiv flank, låg prioritet på avbrott

    ; avbrott aktiveras på insignalens flank
    ldr r1,GPIOF_base
    mov r0,#0x00    ; edge detection
    str r0,[r1,#GPIOIS]

    ; nollställ avbrott
    mov r0,#0xff    ; clear interrupts
    str r0,[r1,#GPIOICR]

    ; Endast stigande flank (ignorera fallande flank)
    mov r0,#0x00    ; Use IEV to control
    str r0,[r1,#GPIOIBE]

    mov r0,#0x10    ; stigande flank
    str r0,[r1,#GPIOIEV]

    ; nollställ avbrott
    mov r0,#0xff    ; clear interrupts
    str r0,[r1,#GPIOICR]

    ; tillåt avbrott från bit 4
    mov r0,#0x10    ; Send interrupt to controller
    str r0,[r1,#GPIOIM]

    ; NVIC_priority interrupt 30 (
    ldr r1,NVIC_base
    ldr r0,[r1,#NVIC_PRI7]      ; Set priority 5
    mvn r2,#0x00e00000  ; nollställ bit 23 till 21
    and r0,r2
    orr r0,#0x00a00000
    str r0,[r1,#NVIC_PRI7]

    ; NVIC_enable tillåt avbrott nr 30 (port F)
    ldr r0,[r1,#NVIC_EN0]
    orr r0,#0x40000000
    str r0,[r1,#NVIC_EN0]

    ; avbrott aktiveras av stigande flank
    ldr r1,GPIOD_base
    mov r0,#0x00    ; edge detection
    str r0,[r1,#GPIOIS]

    ; nollställ avbrott
    mov r0,#0xff    ; clear interrupts
    str r0,[r1,#GPIOICR]

    ; ignorera fallande flank
    mov r0,#0x00    ; Use IEV to control
    str r0,[r1,#GPIOIBE]

    ; stigande flank edge
    mov r0,#0xcc    ; rising edge
    str r0,[r1,#GPIOIEV]

    ;clear interrupts
    mov r0,#0xff    ; clear interrupts
    str r0,[r1,#GPIOICR]

    ; tillåt avbrott från bit 7
    mov r0,#0x80    ; Send interrupt to controller
    str r0,[r1,#GPIOIM]

    ; NVIC_priority avbrott
    ldr r1,NVIC_base
    ldr r0,[r1,#NVIC_PRI0]      ; Set priority 2
    bic r0,r0,#0xe0000000       ; nollställ bit 31-29
    orr r0,r0,#0x40000000
    str r0,[r1,#NVIC_PRI0]

    ; NVIC_enable port D avbrott
    ldr r0,[r1,#NVIC_EN0]
    orr r0,#0x00000008          ; tillåt avbrott nr 3
    str r0,[r1,#NVIC_EN0]

    ; enable interrupts
    cpsie   i

    bx  lr


; Startadress i r3, sträng avslutas med värdet 0
; förstör r0, r1, r3
slowprintstring:
    push {lr}
nextchar:
    ldrb r0,[r3],#1
    cmp r0,#0
    beq slowprintstringdone
    bl printchar
    mov r1,#40   ;CHANGE IT BACK TO #40
    bl DELAY
    b   nextchar
slowprintstringdone:
    pop {lr}
    bx lr

printchar:
;   Skriv ut tecken placerat i r0
;   Läs bit 5 (TXFF) i UART0_FR, vänta tills den blivit 0
;   skriv bit 7-0 i UART0_DR
    push {r1}
loop1:
    ldr r1,UART0_base
    ldr r1,[r1,#UARTFR]
    ands r1,#0x20       ; Kontrollera om sändarbuffert är full
    bne loop1           ; Hopp om full
    ldr r1,UART0_base
    str r0,[r1,#UARTDR] ; Skicka tecken
    pop {r1}
    bx lr