通用IO接口

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1、,,,,,,,,,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,,,,,,,,通用,IO,接口,-1,本節(jié)要點,,GPIO,基礎(chǔ)知識,,K60 GPIO,模塊概要及編程要點,,第一,個,GPIO,程序,,3.,1,,GPIO基礎(chǔ)知識,1,）,I/O,接口的概念,I/O,接口，即輸入輸出接口，是微控制器同外界進(jìn)行交互的重要通道。,,在嵌入式系統(tǒng)中，接口千變?nèi)f化，種類繁多，有顯而易見的人機交互接口，如操縱桿、鍵盤、顯示器；也有無人介入的接口，如網(wǎng)絡(luò)接口、機器設(shè)備接口,等,。,,,,CPU,I/O,,接口,外設(shè),,,2,）,I/O,接口要解決的問

2、題,:,速度匹配,(Buffer),,信號電平和驅(qū)動能力,(,電平轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動器,),,,信號形式匹配,(A/D,、,D/A),,,信息格式,(,字節(jié)流、塊、數(shù)據(jù)包、幀,),,,時序配合,(,定時關(guān)系,),3.1 GPIO,的基本知識,,I/O,信息的三種類型：,數(shù)據(jù)、命令、狀態(tài),。傳送這三類信息的通道分別稱為：數(shù)據(jù)端口、控制端口、狀態(tài)端口。,CPU,,I/O,,設(shè)備,譯碼,數(shù)據(jù)端口,狀態(tài)端口,控制端口,,,,,,,DB,AB,CB,3.1,GPIO的基本知識,,通用,I/O,，也記為,GPIO,（,General Purpose I/O,），即基本的輸入,/,輸出，有時也稱并行,I/O,，或

3、普通,I/O,，它是,I/O,的最基本形式,。,3),通用,I/O,通用,I/O,接口一般應(yīng)具備：,,,放置工作方式控制字的寄存器,,放置輸入或輸出控制字的寄存器,,放置要交換數(shù)據(jù)的寄存器,,放置反映工作狀態(tài)的寄存器,3.1 GPIO,的基本知識,4).,常用,I/O,輸入電路,輸入引腳有三種不同的連接方式：,,帶上拉電阻的連接,,帶下拉電阻的連接,,“,懸空,”,連接。,若,MCU,的某個引腳通過一個電阻接到電源（,Vcc,）上，這個電阻被稱為,“,上拉電阻,”,。,,,若,MCU,的某個引腳通過一個電阻接到地（,GND,）上，則相應(yīng)的電阻被稱為,“,下拉電阻,”,。,,懸空的芯片引腳被上拉

4、電阻或下拉電阻初始化為高電平或低電平。,,MCU,內(nèi)部程序向該引腳輸出高電平或低電平來驅(qū)動器件工作，即開關(guān)量輸出。,,,O1,引腳是發(fā)光二極管,LED,的驅(qū)動引腳，當(dāng),O1,引腳輸出高電平時，,LED,不亮；當(dāng),O1,引腳輸出低電平時，,LED,點亮。,,O2,引腳接蜂鳴器驅(qū)動電路，當(dāng),O2,腳輸出高電平時，蜂鳴器響；,O2,腳輸出低電平時，蜂鳴器不響。,5,）,I/O,輸出電路,3.2 K60 GPIO,模塊概要及編程要點,1,）．,K60 GPIO,模塊概要,可作為,GPIO,功能的引腳數(shù)目及引腳名稱：,,（,1,）,A,口有,26,個引腳，,PTA0~PTA19,、,PTA24~PTA2

5、9,；,,（,2,）,B,口有,20,個引腳，,PTB0~PTB11,、,PTB16~PTB23,；,,（,3,）,C,口有,20,個引腳，,PTC0~PTC19,；,,（,4,）,D,口有,16,個引腳，,PTD0~PTD15,；,,（,5,）,E,口有,18,個引腳，,PTE0~PTE12,、,PTE24~PTE28,。,如何,對,上述,IO,引腳進(jìn)行操作？,Not all pins within each port are implemented on each device.,,The following is the implement On device MK60DN512VMD1

6、0.,,（,1,）,PORTA[29:24], PORTA[19:0], 26Pins,,（,2,）,PORTB[23:16], POPTB[11:0],20Pins,,（,3,）,POTRC[19:0],20Pins,,（,4,）,PORTD[15:0],16Pins,,（,5,）,PORTE[28:24],PORTE[12:0],18Pins,GPIO,,Registers,（,1,） Pin Control Register n (PORTx_PCRn),,引腳控制寄存器 n,,,,K60,的,I/O,口與其他功能模塊均能引腳復(fù)用。配置相關(guān)模塊的輸入輸出通道時，要先對,I/O,口的引腳復(fù)

7、用寄存器進(jìn)行配置。配置,GPIO,功能，只需配置第,8~10,位（,MUX,）。,Pin Control Register n (PORTx_PCRn),,引腳控制寄存器 n,,引腳復(fù)用功能選擇,,0,：不支持拉電阻,,1,： 支持拉電阻,0,：支持下拉電阻,,1,：支持上拉電阻,(,2,),GPIO,寄存器的概要說明：,,,,(,3,),系統(tǒng)時鐘門控寄存器 5,,K60,中每一個模塊都需要在,SIM,模塊中開啟或者關(guān)閉模塊的時鐘。通過設(shè)置,SIM_SCGC5,寄存器就可以為,I/O,模塊的,PORTA,、,PORTB,、,PORTC,、,PORTD,、,PORTE,提供時鐘，該寄存器在復(fù)位時

8、被清零，從而使得相應(yīng)模塊的時鐘被關(guān)閉。,打開A口，則SIM_SCGC5,|,=（1<<9）；打開A、B口，則為 SIM_SCGC5,|,= ( (1<<9) | (1<<10) ),(2) 系統(tǒng)時鐘門控寄存器 5,GPIO,模塊的基本編程步驟,：,3,）通過設(shè)置,GPIOx_PDDR,來配置相應(yīng)引腳傳輸方向：“,1,”為輸出， “,0,”為輸入。,1,）通過設(shè)置,“,SIM_SCGC5”,寄存器來打開相應(yīng)端口時鐘。,2,）通過設(shè)置引腳控制寄存器來配置相應(yīng)引腳復(fù)用功能。,以,PA10,輸出為例,GPIO,模塊的基本編程步驟,：,4,）若是輸入引腳，則通過,GPIOx_PDIR,獲得引腳的狀態(tài),

9、: “0”,表示為低電平；,: “1”,表示為高電平。,5,）若是輸出引腳，則通過,GPIOx_PDOR,輸出低電平或高電平，對應(yīng)值為,0,或,1,。亦可通過,“,輸出置位寄存器,”,、,“,輸出清位寄存器,”,、,“,輸出取反寄存器,”,改變引腳狀態(tài)。,（,1,）置位。要將,R,的第,3,位置,1,，其他位不變，可以這樣做：,R |= (1<<3),，其中“,1<<3,”的結(jié)果是“,0b00001000,”，,R |= (1<<3),也就是,R=R|0b00001000,，任何數(shù)和,0,相或不變，任何數(shù)和,1,相或為,1,，這樣達(dá)到對,R,的第,3,位置,1,，但不影響其他位的目的。,,（,

10、2,）清位。要將,R,的第,2,位清,0,，其他位不變，可以這樣做：,R &= -(1<<2),，其中“,-(1<<2),”的結(jié)果是“,0b11111011,”，,R&=-(1<<2),也就是,R=R&0b11111011,，任何數(shù)和,1,相與不變，任何數(shù)和,0,相與為,0,，這樣達(dá)到對,R,的第,2,位清,0,，但不影響其他位的目的。,,（,3,）獲得某一位的狀態(tài)。,(R>>4) & 1,，是獲得,R,第,4,位的狀態(tài)，“,R>>4,”是將,R,右移,4,位，將,R,的第,4,位移至第,0,位，即最后,1,位，再和,1,相與，也就是和,0b00000001,相與，保留,R,最后,1,位的值，

11、以此得到第,4,位的狀態(tài)值。,3.2.2,GPIO,模塊概要和編程要點,3,．置位與清位的宏函數(shù),p48,第一個工程,:,控制發(fā)光二極管指示燈閃爍,要求，根據(jù)前面課上講解的知識，設(shè)計程序，實現(xiàn),E4,燈閃爍。,#include "derivative.h,“,,void delay(void);,,/*********************************************************/,,int,main(,void,),,{,,SIM_SCGC5 = SIM_SCGC5_PORTA_MASK;,//,打開,A,口時鐘,,,值為,0x200u,,PORTA_PCR

12、10 |= (1<<8));,//,將,A,口,10,號 引腳配置為,GPIO,口功能,,,GPIOA_PDDR= 1<<10;,//,引腳配置為輸出功能,,,while(1),,{,,GPIOA_PTOR|=1<<10;,//,輸出取反寄存器；燈閃爍,,,delay();,//,延時,,,},,return 0;,,},,void delay(),//,延時程序,,{ unsigned int i, n, m ;,,for(i=0;i<30000;i++),,,for(n=0;n<100;n++) m=m;,,,},第二個嵌入式,C,語言工程,:,對按鍵進(jìn)行查詢方式工作，啟動,/,停止

13、發(fā)光二極管閃爍,兩個按鍵分別接,PTA19,，,PTE26,，當(dāng)鍵按下，對應(yīng)引腳輸入低電平。輸入、設(shè)置內(nèi)部上拉電阻。,先畫流程圖，考慮好邏輯關(guān)系再編程。,,綜合練習(xí)：,實驗儀器上有兩個按鍵、四個,LED,燈，請自己設(shè)計一個控制流程，希望把按鍵和,LED,都用上。,,例如：熒光棒，多種亮燈模式，通過按鍵切換模式。,關(guān)于上機實驗,,上機地點：金智樓,4,樓,5# 6#,機房,,上機時間：,10.15 3~5,節(jié),,上機要求：完成本課件上的第,1,和第,2,個項目,,項目,1,）學(xué)習(xí),CW,軟件的使用，程序可直接拷貝，通過正確操作，完成程序的錄入、編譯和運行；,,,項目,2,）仿照項目,1,）的程序，編制一個,GPIO,輸入口的程序；,,項目,3,）綜合使用實驗儀上的按鍵和,LED,，編寫一個程序。（第二次上機完成）,