GPIO控制器

概述

S3C6410 共有 187 根 IO 口，分成 17 个 PORT，每根 IO 口可以被用在输入引脚线、输出引脚线和其它功能引脚线使用，可以通过每个端口自带的控制寄存器进行功能配置。
‘

内部架构

• GPIO控制器挂在APB总线，属于低速设备。
• 控制器包括寄存器文件和相应的功能电路组成，通过寄存器可以控制功能电路按照用户的方式进行工作。
• 整个控制器包括 alive-part , off-part 两个部分， 区别在于sleep mode 时是否有电源供应，在 alive-part 时有电源供给，所以其端口可用作 wake –up 唤醒信号
  

端口寄存器

GPIO控制寄存器

• 功能 – 配置相应端口的功能

GPIO数据寄存器

• 数据寄存器每个bit位对应相应端口的IO线
• 如果该IO线被用做输入口引脚，该bit位随着引脚线电平的变化而变化（其对应值为0或者1）；
• 如果该IO线被用作输出口引脚，则该bit位值为1时，外面对应引脚线为高电平（一般为3.3v左右），则该bit位值为0时，外面对应引脚线为低电平（一般为略大于0V）

GPIO上拉寄存器

• 该寄存器可以对 arm 一些特殊io做上拉或下拉处理，这在一些场合是非常有用的，避免了在pcb上加上拉或下拉电阻，能够简化外部电路设计

非操作系统LED灯闪烁

开发步骤

1. 看懂硬件图
2. 编写驱动
3. 编写应用程序
4. 使用工具
5. 系统调试
   

开发板上二极管

读电路图

S3C6410芯片手册

程序框架

• 汇编

;asses.s内容
	AREA Init, CODE READONLY
	ENTRY
_start
        B Main
	END

• 编写应用程序

// ledapp.c
void main()
{
    
	ledconfig();
	for(…)
	{
    
		ledon();delay();
	  	ledoff();delay();
	}
}

• 编写驱动

// leddrv.c
void ledconfig()
{
    
	……
}
void ledon()
{
    
	……
}
void ledoff()
{
    
	……
}

驱动编写示例 leddrv.c

• 配置M口M1引脚为输出口

#define rGPMCON  *((volatile int *) 0x7f008820 )
void ledconfig()
	tmp= rGPMCON;		//读出端口寄存器值
	tmp &=! (0xF<<4);	//把bit4~7清0
	tmp |= (1<<4);		//把bit4~7写入0x1值
	rGPMCON = tmp;		//写回到端口寄存器
}

• 点亮
  配置M口M1输出低电平

#define rGPMDAT  *((volatile int *) 0x7f008824 )
void ledon()
{
    
	tmp= rGPMDAT;		//读出端口寄存器值
	tmp &=! (0x1<<1);	//把bit1清0
	tmp |= (0<<1);		//把bit1写入0x0值
	rGPMDAT = tmp;		//写回到端口寄存器
}

• 熄灭
  配置M口M1输出高电平

void ledoff()
{
    
	tmp= rGPMDAT;		//读出端口寄存器值
	tmp &=	! (0x1<<1);	//把bit1清0
	tmp |= (1<<1);		//把bit1写入0x1值
	rGPMDAT = tmp;		//写回到端口寄存器
}

课后作业

编写一个在非操作系统LED灯闪烁的程序，要求
1）控制GPM2和GPM4端口；
2）写出驱动程序和应用程序。

刚开始嵌入式，对于硬件方面有很多不理解，不过这不影响我编程。

答案如下：

• 驱动程序 leddrv.c

//  leddrv.c
#define rGPMCON  *((volatile int *) 0x7f008820 )
// 控制GPM2和GPM4端口
void ledconfig(){
    
	tmp= rGPMCON;		//读出端口寄存器值
	tmp &= !(0xF<<8);	//把bit8~11清0
	tmp |= (1<<8);		//把bit8~11写入0x1值
	tmp &= !(0xF<<16);	//把bit16~19清0	
	tmp |= (1<<16);		//把bit16~19写入0x1值
	// 这里再提供一种简便写法，完全等价上面四行
	// tmp &= !(0xF<<8 | 0xF<<16);
	// tmp |= (1<<8 | 1 <<16);
	// 这里再再提供一种写法
	// tmp &= !(0xF0F << 8);
	// tmp |= (0x101 << 8);
	rGPMCON = tmp;		//写回到端口寄存器
}
#define rGPMDAT  *((volatile int *) 0x7f008824 )
void ledon()
{
    
	tmp= rGPMDAT;		//读出端口寄存器值
	tmp &= !(0x1<<2);	//把bit2清0
	tmp |= (0<<2);		//把bit2写入0x0值
	tmp &= !(0x1<<4);	//把bit4清0
	tmp |= (0<<4);		//把bit4写入0x0值
	// 这里再提供一种简便写法，完全等价上面四行
	// tmp &= !(0x1<<2 | 0x1<<4);
	// tmp |= (0<<2 | 0<<4)
	rGPMDAT = tmp;		//写回到端口寄存器
}
void ledoff()
{
    
	tmp= rGPMDAT;		//读出端口寄存器值
	tmp &= !(0x1<<2);	//把bit2清0
	tmp |= (1<<2);		//把bit2写入0x1值
	tmp &= !(0x1<<4);	//把bit4清0
	tmp |= (1<<4);		//把bit4写入0x1值
	// 这里再提供一种简便写法，完全等价上面四行
	// tmp &= !(0x1<<2 | 0x1<<4);
	// tmp |= (1<<2 | 1<<4)
	// 还可以这么写
	// tmp &= !(0x5 << 2);
	// tmp |= (0x5 << 2);// bit2,bit4写入1,相当于101左移2位
	rGPMDAT = tmp;		//写回到端口寄存器
}

• 应用程序 ledapp.c

// leadapp.c
void delay(){
     // 停止一段时间
	for( i=0;i<1000;i++)
		for( j=0;j<1000;j++);
}
void main()
{
    
	ledconfig(); // 配置驱动
	while(1)
	{
    
		ledon();delay();
		ledoff();delay();
	}
}

配套作业

(1) S3C6410 处理器其内部知识产权核使用（ARM11），该处理器内置（看门狗控制器、GPIO口控制器）等多接口控制器。

(2) 接口编程核心是要掌握端口寄存器，一般情况下程序员通过（芯片手册）来了解端口寄存器定义和使用方法。假设某端口寄存器地址为0xC2000004，32比特大小，需要将其第8-9位写入二进制值（10）2，而其它位保持不变，请写出关键代码（采用内存指针法）

tmp = *((volatile int*)0xC2000004);
tmp &= !( 0x3 << 8);
tmp |= (0x3 << 8);
*((volatile int*)0xC2000004) = tmp;

(3) 看门狗部件属于（硬件模块），其核心功能为（侦测软件代码跑飞，当系统“跑飞”而进入死循环时，恢复系统的运行）。