第8章 通用IO接口课件.pptx

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1、第8章 通用IO接口华清远见S5P6818 GPIO控制器GPIO 接口电路与程序设计GPIO功能介绍1GPIOGPIO功能介绍GPIOGPIO功能介绍GPIO，英文全称为General Purpose Input Output ports，也就是通用IO口。在嵌入式系统中常常有数量众多，但是结构却比较简单的外部设备/电路，对这些设备/电路，有的需要CPU为之提供控制手段，有的则需要被CPU用作输入信号。而且，许多这样的设备/电路只要求一位，即只要有开/关两种状态就够了，比如：控制某个LED灯亮与灭；或者通过获取某个管脚的电平属性来达到判断外围设备的状态。对这些设备/电路的控制，使用传统的串行

2、口或并行口都不合适。所以在微控制器芯片上一般都会提供一个“通用可编程IO接口”，即GPIO。 可以通过设置GPIO控制器设置某个引脚的属性为输入、输出或其他特殊功能。GPIO接口功能的设置是通过寄存器进行配置的，比如控制寄存器和数据寄存器，除了以上两个基本寄存器还会提供上下拉寄存器等。这在电路设计中，外围电路就可以很多简化。2S5P6818 GPIOS5P6818 GPIO控制器GPIOGPIO功能描述GPIO功能框图，如下图所示。GPIOGPIO特性S5P6818芯片的GPIO引脚具有以下特性：可编程上拉控制。边沿/电平检测。支持可编程的上拉电阻。支持4种事件检测。上升沿检测。下降沿检测。低

3、电平检测。高电平检测。GPIO引脚数目为：160。S5P6818处理器将160个GPIO引脚平均分配成了5组，每组包含32个GPIO引脚，分别为GPIOA、GPIOB、GPIOC、GPIOD、GPIOE。每组引进的编号为GPIOx_0 GPIOx_31(x = A,B,C,D,E)GPIOGPIO常用寄存器分类特殊功能寄存器（Special Function Register，SFR）。特殊功能寄存器是芯片功能实现的载体，可以理解为芯片厂商留给嵌入式开发人员的控制接口，用于控制片内外设，比如GPIO、UART、ADC，I2C等。每个片内外设都有对应的特殊功能寄存器，用于存放相应功能部件的控制命

4、令、数据或者状态。对于特殊功能寄存器的封装是每个嵌入式工程师都应该掌握的。查看S5P6818芯片手册的第15.3.3章节地址映射表，如图所示。我们可以看到S5P6818的特殊功能寄存器绝大部分都放到了0 xC000_0000到0 xE000_0000的地址空间内。1.1.GPIOGPIO引脚功能控制寄存器 GPIOxALTFN0 GPIOxALTFN0（x = A Ex = A E）GPIOxALTFN0寄存器地址：基地址：0 xC001_A000h（GPIOA）基地址：0 xC001_B000h（GPIOB）基地址：0 xC001_C000h（GPIOC）基地址：0 xC001_D000h（

5、GPIOD）基地址：0 xC001_E000h（GPIOE）地址 = 基地址 + 0020h，0020h，0020h，0020h，0020h，复位值 = 0 x0000_0000GPIOxALTFN0寄存器功能描述，如下表所示。名字位类型描述复位值GPIOXALTFN0_n（n = 015）2n+1:2nRWGPIOxn：选择GPIOxn引脚的功能00 = 复用功能001 = 复用功能110 = 复用功能211 = 复用功能32b02.GPIO2.GPIO引脚功能控制寄存器 GPIOxALTFN1 GPIOxALTFN1（x = A Ex = A E）GPIOxALTFN1寄存器地址：地址 =

6、 基地址 + 0024h，0024h，0024h，0024h，0024h， 复位值 = 0 x0000_0000GPIOxALTFN1寄存器功能描述，如表所示。名字位类型描述复位值GPIOXALTFN1_n（n = 1631）2*(n-16)+1:2*(n-16)RWGPIOxn：选择GPIOxn引脚的功能00 = 复用功能001 = 复用功能110 = 复用功能211 = 复用功能32b0GPIOGPIO引脚复用功能选择配置GPIO引脚具体是哪个复用功能需要查看S5P6818芯片手册的2.3 I/O Function Description章节，由于GPIO引脚较多，此处就不对所有的GPIO

7、引脚的复用功能全部列出，只列出几个，如表所示。引脚名字类型输入/输出上拉/下拉复用功能0复用功能1复用功能2复用功能3U21VICLK1SIONGPIOA28VICLK1I2SMCLK2I2SMCLK1E14VIHSYNC1SIONGPIOE13GMAC_COLVIHSYNC1-W24ALE0SIONALE0ALE1GPIOB12-3.GPIO3.GPIO引脚输入/ /输出使能 GPIOxOUTENB GPIOxOUTENB（x = A Ex = A E）GPIOxOUTENB寄存器地址：地址 = 基地址 + 0004h，0004h，0004h，0004h，0004h，复位值 = 0 x000

8、0_0000。GPIOxOUTENB寄存器功能描述，如表所示。名字位类型描述复位值GPIOXOUTENB31:0RWGPIOx31:0：指定GPIOx输入/输出模式。0 = 输入模式1 = 输出模式32h04.GPIO4.GPIO引脚输出电平 GPIOxOUT GPIOxOUT（x = A Ex = A E）GPIOxOUT寄存器地址：地址 = 基地址 + 0000h，0000h，0000h，0000h，0000h，复位值 = 0 x0000_0000。GPIOxOUT寄存器功能描述，如表所示。名字位类型描述复位值GPIOXOUT31:0RWGPIOx31:0：在输出模式下，指定GPIOx输出

9、值。0 = 低电平1 = 高电平32h03GPIO GPIO 接口电路与程序设计电路连接通过分析电路图可知，RGB三色灯的红色灯与S5P6818芯片的GPIOA28相连，编程控制GPIOA28引脚输出高低电平来控制三极管的导通性，从而控制RGB三色灯的亮灭。寄存器设置GPIO相关寄存器的配置步骤：配置GPIOA28引脚为GPIO功能，对应着GPIOA_ALTFN1寄存器；配置GPIOA28引引脚为输出模式，对应着GPIOA_OUTENB寄存器；配置GPIOA28引脚输出高低电平，对应着GPIOA_OUT寄存器。配置GPIOxALTFN1GPIOxALTFN1寄存器配置GPIOA28引脚为GPI

10、O功能，如表所示。根据S5P6818芯片手册的2.3章节可知GPIOA28引脚GPIO功能，如表所示。通过以上分析，只需要把GPIOAALTFN1（地址 = 0 xC001A024）寄存器的25:24位，设置为0b00，此时GPIOA28引脚就是GPIO功能。名字位类型描述复位值GPIOxALTFN1_2825:24RWGPIOx28：选择GPIOx28引脚的功能00 = 复用功能001 = 复用功能110 = 复用功能211 = 复用功能32b0引脚名字类型输入/输出上拉/下拉复用功能0复用功能1复用功能2复用功能3U21VICLK1SIONGPIOA28VICLK1I2SMCLK2I2SM

11、CLK12. 2. 配置GPIOxOUTENBGPIOxOUTENB寄存器配置GPIOA28引脚为输出功能，如表所示。通过以上分析，只需要把GPIOAOUTENB（地址 = 0 xC001A004）寄存器的28位，设置为0b1，此时GPIOA28引脚就是输出功能。名字位类型描述复位值GPIOXOUTENB31:0RWGPIOx31:0：指定GPIOx 输入/.输出模式。0 = 输入模式1 = 输出模式32h03. 3. 配置GPIOxOUTGPIOxOUT寄存器配置GPIOA28引脚输出高低电平，如表所示。通过以上分析，只需要把GPIOAOUT（Address = 0 xC001A000）寄存器的28位，设置为0b1，GPIOA28引脚就会输出高电平；相反设置为0b0，GPIOA28引脚就会输出低电平。名字位类型描述复位值GPIOXOUT31:0RWGPIOx31:0：在输出模式下，指定GPIOx输出值。0 = 低电平1 = 高电平32h0程序的编写LED灯的驱动代码可以查看工程代码调试和运行结果用FS-JTAG仿真器下载并仿真程序，可以看到RGB三色灯中的红色灯每隔大概0.5s亮灭一次。