GPIO原理及配制方法

GPIO原理及配制方法

引用地址：

ARM SOC芯片的GPIO结构示意图

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GPIO的八种模式

1，输入浮空模式

2，输入上拉模式

3，输入下拉模式

4，模拟输入模式

5，开漏输出模式

6，开漏复用功能模式

7，推挽输出模式

8，推挽复用功能模式

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三个最大输出速度

---------2MHZ----------

---------10MHZ--------

---------50MHZ--------

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ARM_SOC的GPIO相关寄存器

@——GPxCON寄存器：

从寄存器的名字可以看出，它用于配置（Configure）-选择引脚功能。

@——GPxDAT寄存器：

GPxDAT用于读/写引脚；当引脚被设为输入时，读此寄存器可知相应引脚的电平状态是高还是低；当引脚被设为输出时，写此寄存器相应位可以令此引脚输出高电平或是低电平。

@——GPxUP寄存器：

GPxUP：某位为1时，相应引脚无内部上拉电阻；为0时，相应引脚使用内部上拉电阻。

上拉电阻的作用在于：当GPIO引脚处于第三态（即不是输出高电平，也不是输出低电平，而是呈高阻态，即相当于没接芯片）时，它的电平状态由上拉电阻、下拉电阻确定。

总结一下：单个GPIO管脚的控制是通过软件写相应的寄存器的操作的，根据不同的SOC有的用一个位，也有的用多个位来操作。

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访问硬件的方式：

1,单个引脚的操作无外乎3种：输出高低电平、检测引脚状态、中断。对某个引脚的操作一般通过读、写寄存器来完成。

2，以总线方式访问硬件，并非只能通过寄存器才能发出硬件信号，实际上通过访问总线的方式控制硬件更为常见。如下图所示S3C2410/S3C2440与NOR
Flash的连线图，读写操作都是16位为单位。

图中缓冲器的作用是以提搞驱动能力、隔离前后级信号。NOR
Flash（AM29LV800BB）的片选信号使用nGCS0信号，当CPU发出的地址信号处于0x00000000~0x07FFFFFF之间时，nGCS0信号有效（为低电平），于是NOR
Flash被选中。这时，CPU发出的地址信号传到NOR Flash；进行写操作时，nWE信号为低，数据信号从CPU发给NOR
Flash；进行读操作时，nWE信号为高，数据信号从NOR Flash发给CPU。

ADDR1~ADDR20 ------------------> >--------------------A0~A19

DATA0~DATA15 <-----------------> <------------------->D0~D15

nOE ------------------> -------------------->nOE

nWE ------------------> -------------------->nWE

nGCS0 ------------------> -------------------->nCE

S3C2410/S3C2440 缓冲器 NOR Flash（AM29LV800BB）

软件如何发起写操作呢，下面有几个例子的代码进行讲解。

1）地址对齐的16位读操作

unsigned short *pwAddr = (unsigned short *)0x2;

unsigned short uwVal;

uwVal = *pwAddr;

上述代码会向NOR Flash发起读操作：CPU发出的读地址为0x2，则地址总线ADDR1~ADDR20、A0~A19的信号都是1、0...、0（CPU的ADDR0 为0，不过ADDR0没有接到NOR Flash上）。NOR Flash的地址就是0x1，NOR Flash在稍后的时间里将地址上的16位数据取出，并通过数据总线D0~D15发给CPU。

2）地址位不对齐的16位读操作

unsigned short *pwAddr = (unsigned short *)0x1;

unsigned short uwVal;

uwVal = *pwAddr;

由于地址是0x1，不是2对齐的，但是BANK0的位宽被设为16，这将导致异常。我们可以设置异常处理函数来处理这种情况。在异常处理函数中，使用 0x0、0x2发起两次读操作，然后将两个结果组合起来：使用地址0x0的两字节数据D0、D1；再使用地址0x02读到D2、D3；最后，D1、D2组合成一个16位的数字返回给wVal。如果没有地址不对齐的异常处理函数，那么上述代码将会出错。如果某个BANK的位宽被设为n，访问此BANK时，在总线上永远只会看到地址对齐的n位操作。