漫谈LiteOS之开发板-GPIO(基于GD32450i-EVAL)
3 GPIO
1定义
GPIO(Gennral-purpose input/output)通用型输入输出,即“IO”口、引脚。既然通用也就是说它是芯片上一个干什么都行的引脚。
2 GD32450i-EVAL引脚说明
如图1所示GD32450i-EVAL开发板一共有140(16 * 8 + 12)个通用I/O引脚,PA-PI共9 组,其中PA-PH8组中每组有0-15共16个引脚,外加PI0-PI11共12个引脚。
图1 GD32450i-EVAL引脚实物图
3 GPIO 工作模式
输入、输出(推挽或开漏)、外设备用功能、模拟模式。而且都可以配置为上拉、下拉、或无上拉/下拉。除了模拟模式外,都具备大电流驱动能力。
4 功能
GPIO主要功能都是依托于寄存器实现,每个通用I/O端口都可以通过控制寄存器配置为输入、输出、备用功能或模拟方式。当选择备用功能时,引脚通过AF使能来选择,当端口配置为输出时,可以通过GPIO输出模式寄存器配置为推挽或开漏模式。输出端口的最大速度可以通过GPIO输出速度寄存器配置,每个端口可以通过上下拉寄存器配置为浮空、上拉、下拉功能。
4.1 主要寄存器
(1)#define GPIO_CTL(gpiox) REG32((gpiox) + 0x00U) 端口控制寄存器
(2)#define GPIO_OMODE(gpiox) REG32((gpiox) + 0x04U) 端口输出模式寄存器
(3)#define GPIO_OSPD(gpiox) REG32((gpiox) + 0x08U) 端口输出速度寄存器
(4)#define GPIO_PUD(gpiox) REG32((gpiox) + 0x0CU) 端口上拉/下拉寄存器
(5)#define GPIO_ISTAT(gpiox) REG32((gpiox) + 0x10U) 端口输入状态寄存器
(6)#define GPIO_OCTL(gpiox) REG32((gpiox) + 0x14U) 端口输出状态寄存器
(7)#define GPIO_BOP(gpiox) REG32((gpiox) + 0x18U) 端口位操作寄存器
(8)#define GPIO_LOCK(gpiox) REG32((gpiox) + 0x1CU) 端口配置锁定寄存器:
(9)#define GPIO_AFSEL0(gpiox) REG32((gpiox) + 0x20U) 备用功能选择寄存器0
(10)#define GPIO_AFSEL1(gpiox) REG32((gpiox) + 0x24U) 备用功能选择寄存器1
(11)#define GPIO_BC(gpiox) REG32((gpiox) + 0x28U) 位清除寄存器
(12)#define GPIO_TG(gpiox) REG32((gpiox) + 0x2CU) 端口位翻转寄存器
4.2 对应特性
(1)输入/输出方向控制。
(2)施密特触发器输入功能使能控制。
(3)每个引脚都具有弱上拉/下拉功能。
(4)推挽/开漏输出使能控制。
(5)置位/复位输出使能。
(6)输出驱动速度选择。
(7)模拟输入/输出配置。
(8)备用功能输入/输出配置。
(9)端口锁定配置。
(10)单周期输出翻转功能。
5 应用场景
(1)上拉、下拉输入:检测外部信号,如按键等。
(2)浮空输入模式:由于输入阻抗较大一般用作标准通信协议的I2C、USART的接收端。
(3)普通推挽输出:输出电平为0和3.3v的场合。
(4)普通开漏输出:电平不匹配的场合,如需输出5V高电平,需要外部添加上拉电阻,电源5V,GPIO设置为开漏模式,当输出高阻态时,由上拉电阻和电源向外输出5V电平。
(5)复用模式:根据对应的复用功能选择。
注意:使用任意一种开漏模式都需要接上拉电阻。
6 示例
以流水灯为例,使用GPIO来控制LED灯,GD32450i-EVAL开发板上有三个LED灯,设置间隔200毫秒,循环点亮,然后一起熄灭,循环此过程。
首先初始化LED时钟,之后配置LED的GPIO引脚,配置好引脚之后对LED灯进行点亮、延时、熄灭即可。
void gd_eval_led_init (led_typedef_enum lednum)
{
// 使能LED时钟
eriph_clock_enable(GPIO_CLK[lednum]);
// 设置GPIO模式
gpio_mode_set(GPIO_PORT[lednum], GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE,GPIO_PIN[lednum]);
// 设置GPIO输出以及速度
gpio_output_options_set(GPIO_PORT[lednum], GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_PIN[lednum]);
// 操作位清除寄存器
GPIO_BC(GPIO_PORT[lednum]) = GPIO_PIN[lednum];
}
实现上述对于LED灯的初始化,之后只需要对LED灯和时钟进行操作即可,灯亮使能位操作寄存器,灯灭使能位清除寄存器即可。
while(1){
gd_eval_led_on(LED1);
delay_1ms(200);
gd_eval_led_on(LED2);
delay_1ms(200);
gd_eval_led_on(LED3);
delay_1ms(200);
gd_eval_led_off(LED1);
gd_eval_led_off(LED2);
gd_eval_led_off(LED3);
delay_1ms(200);
}
实验效果如图2所示,具体见附件。
图2 流水灯实验效果图
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