【ARM】Tiny4412裸机编程之GPIO简介
00. 目錄
文章目錄
- 00. 目錄
- 01. GPIO概述
- 02. GPIO寄存器
- 03. GPIO框圖
- 04. 附錄
01. GPIO概述
GPIO(General Purpose I/O Ports)意思為通用輸入/輸出端口，通俗地說，就是一些引腳，可以通過它們輸出高低電平、或者通過它們讀入引腳的狀態──是高電平還是低電平。在嵌入式系統中常常有數量眾多，但是結構卻比簡單的外部設備/電路，對這些設備/電路，有的需要CPU為之提供控制手段，有的則需要被CPU用作輸入信號。而且，許多這樣的設備/電路只要求一位，即只要有開/關兩種狀態就夠了。
三星 Exynos 4412，它有 304 個 GPIO，分為 GPA0、GPA1、GPB、GPC0、GPC1 等共 37 組。可以通過設置寄存器來確定某個引腳用于輸入、輸出還是其它特殊功能。比如可以設置 GPC0、GPC1 作為一般的輸入引腳、輸出引腳，或者用于 AC97、SPDIF、I2C、SPI 口。
GPIO 的操作是所有硬件操作的基礎，由此擴展開來可以了解所有硬件的操作，這是底層開發人員必須掌握的。
02. GPIO寄存器
既然一個引腳可以用于輸入、輸出或其它特殊功能，那么一定有寄存器用來選擇這些功能；對于輸入，一定可以通過讀取某個寄存器來確定引腳的電平是高還是低；對于輸出，一定可以通過寫入某個寄存器來讓這個引腳輸出高電平或低電平；對于其它特殊功能，則有另外的寄存器來控制它。
如上推測，對于這幾組 GPIO 引腳，它們的寄存器是相似的：
GPXXCON 用于選擇引腳功能，控制寄存器。
GPXXDAT 用于讀/寫引腳數據，數據寄存器。
GPXXPUD 用于確定是否使用內部上拉/下拉電阻。上下拉寄存器。
控制寄存器
從寄存器的名字即可看出，它用于“配置”(Configure)──選擇引腳的功能。該寄存器中，使用 4 位來配置 1 個引腳。
當 GPA0CON 的 bit[31:28]值為 0b0000 時，引腳 GPA0 被設置為輸入引腳；
當 GPA0CON 的 bit[31:28]值為 0b0001 時，引腳 GPA0 被設置為輸出引腳；
當 GPA0CON 的 bit[31:28]值為 0b0010 時，引腳 GPA0 被設置為特殊功能 UART 引腳；
當 GPA0CON 的 bit[31:28]值為 0b0011 時，引腳 GPA0 被設置為特殊功能 I2C 引腳；
當 GPA0CON 的 bit[31:28]值為 0b1111 時，引腳 GPA0 被設置為中斷引腳。
數據寄存器
用于讀/寫引腳：當引腳被設為輸入時，讀此寄存器可知相應引腳的電平狀態是高還是低；當引腳被設為輸出時，寫此寄存器相應位可令此引腳輸出高電平或低電平。
上下拉寄存器
使用 2 位來控制 1 個引腳：值為 0b00 時，相應引腳無內部上拉/下拉電阻；值為 0b01 時，使用內部下拉電阻；值為 0b11 時，使用內部上拉電阻；0b10 為保留值。
上下拉電阻
GPIO有三種狀態：高電平、低電平和高阻狀態。
上拉電阻、下拉電阻的作用在于，當 GPIO 引腳處于第三態(既不是輸出高電平，也不是輸出低電平，而是呈高阻態，即相當于沒接芯片)時，它的電平狀態由上拉電阻、下阻電阻確定。
03. GPIO框圖
GPIO 包含兩部分，分別是 alive 部分和 off 部分。Alive 部分的電源由睡眠模式提供，off 部分與它不同。因此，寄存器可以在睡眠模式下保持原值。
04. 附錄
Exynos 4412 SCP_Users Manual_Ver.0.10.00_Preliminary0.pdf
總結
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