2019年08月30日 | S5PV210开发 -- GPIO

上一篇文章中，想要让LED亮起来、蜂鸣器响起来，需要控制对应的引脚。但是使用程序该如何控制引脚的电平变化呢？这就是这篇要讲的内容了。

一、什么是 GPIO

GPIO 是 General Purpose Input Output的简称。即，通用输入/输出。

二、S5PV210 GPIO

查看 S5PV210 芯片手册 第 92 页

（1）概述

S5PV210包含237个多功能输入/输出端口引脚和142个存储器端口引脚。总共有34个端口组和2个内存端口组，

如下所示：

•GPA0：8个输入/输出端口 - 2xUART带流量控制

•GPA1：4个输入/输出端口 - 2xUART不带流量控制或1xUART带流量控制

•GPB：8个输入/输出端口 - 2个SPI

•GPC0：5输入/输出端口 - I2S，PCM，AC97

•GPC1：5输入/输出端口 - I2S，SPDIF，LCD_FRM

•GPD0：4个输入/输出端口 - PWM

•GPD1：6输入/输出端口 - 3xI2C，PWM，IEM

•GPE0,1：13输入/输出端口 - 摄像机I / F

•GPF0,1,2,3：30输入/输出端口 - LCD I / F

•GPG0,1,2,3：28输入/输出端口 - 4xMMC通道（通道0和2支持4位和8位模式，但通道1，而通道3只支持4位模式）

•GPH0,1,2,3：32输入/输出端口 - 键盘，外部唤醒（最多32位）。 （GPH *团体在Alive地区）

•GPI：低功耗I2S，PCM（不使用输入/输出端口），PDN配置用于断电AUDIO_SS PDN寄存器。

•GPJ0,1,2,3,4：35输入/输出端口 - 调制解调器IF，CAMIF，CFCON，小键盘，SROM ADDR [22:16]

•MP0_1,2,3：20输入/输出端口 - EBI控制信号（SROM，NF，OneNAND）

•MP0_4,5,6,7：32输入/输出存储器端口 - EBI（有关EBI配置的更多信息，请参阅第5章，和6）

•MP1_0〜8：71个DRAM1端口（不使用输入/输出端口）

•MP2_0〜8：71个DRAM2端口（不使用输入/输出端口）

•ETC0，ETC1，ETC2，ETC4：28个输入/输出ETC端口 - JTAG，工作模式，复位，时钟（ETC3是预留）

GPIO的主要功能包括：

•控制146个GPIO中断

•控制32个外部中断

•237个多功能输入/输出端口

•除了GPH0，GPH1，GPH2和GPH3（GPH *引脚是活动焊盘）之外，控制睡眠模式下的引脚状态.

GPIO由两部分组成，即活动部分和非活动部分。 在活着的部分供电睡眠模式，但在它的外部部分是不一样的。 因此，活动部分中的寄存器在睡眠模式下保持其值。

三、GPIO 寄存器

我们上篇文章讲到，控制LED的GPIO引脚。

当GPJ0_3、GPJ0_4、GPJ0_5、PWMTOUT1 为低电平时，发光二极管发光。

我们先点亮一个LED，配置GPJ0_3寄存器。

查看 S5PV210 芯片手册 第 172 页

端口组GPJ0控制寄存器，有六个控制寄存器，分别是GPJ0CON，GPJ0DAT，GPJ0PUD，GPJ0DRV，GPJ0CONPDN和端口组GPJ0控制寄存器中的GPJ0PUDPDN。

（1）GPJ0CON 寄存器  （配置寄存器） 将其配置成输出模式

GPJ0CON, R/W, Address = 0xE020_0240

GPJ0CON[15:12] 0001 = Output

设置：

GPJ0CON 地址为 0xE020_0240 ，然后要将 GPJ0CON[15:12] 进行位操作，使其变为0001，即输出模式。

位操作方法，参看：C语言再学习 -- 位操作

GPJ0CON  &= ~(0x0f<<12);    

GPJ0CON  |= 0x01<<12;

（2）GPJ0DAT 寄存器 （数据寄存器）LED 低电平亮，高电平灭

GPJ0DAT, R/W, Address = 0xE020_0244

当端口被配置为输入端口时，相应的位是引脚状态。 当端口被配置为输出时端口，引脚状态与相应的位相同。当端口被配置为功能引脚时，未定义值将被读取。

设置：

GPJ0DAT 的地址为 0xE020_0244，然后GPJ0DAT[3]是输出端口，低电平时LED灯亮，高电平时LED灯灭。

位操作方法：

GPJ0DAT |= 0x01<<3;          @ 高电平

GPJ0DAT &= ~(0x01<<3);   @ 低电平

（3）GPJ0PUD 寄存器（上下拉电阻控制寄存器 ）

GPJ0PUD, R/W, Address = 0xE020_0248

GPJ0PUD[n] [2n+1:2n] 00 = Pull-up/ down disabled

设置：

GPJ0PUD 的地址为 0xE020_0248，我们不需要上下拉，因此 GPJ0PUD [7:6]  00 = Pull-up/ down disabled

位操作方法：

GPJ0PUD &= ~0x0c<<4;

（4）总结

主要为这三个寄存器，跟剩余是三个寄存器关系不大。

设置方式：

1、将GPJ0_3管脚设置为输出功能管脚

  GPJ0CON   0xE020_0240 

  bit[15:12]为0001，表示输出功能

  位操作方法：

    GPJ0CON  &= ~(0x0f<<12);    

    GPJ0CON  |= 0x01<<12;

2、操作GPJ0_3管脚输出高低电平

  GPJ0DAT   0xE020_0244

  bit[3] 为1：向三极管输出高电平，LED1灭

                0：向三极管输出低电平，LED1亮

  位操作方法：

    GPJ0DAT |= 0x01<<3;          @ 高电平

    GPJ0DAT &= ~(0x01<<3);   @ 低电平

3、禁用GPJ0_3管脚内部的上下电阻

  GPJ0PUD   0xE020_0248 

  bit[7:6]为00，表示禁止内部上下拉电阻

  位操作方法：

    GPJ0PUD &= ~(0x0c<<4);

四、编写驱动程序

此处用到关键字 volatile，参看：C语言再学习 -- 关键字volatile

和预处理器 #define，参看：C语言再学习 -- C 预处理器

#define GPJ0CON *((volatile unsigned int*)0xE0200240)

#define GPJ0DAT *((volatile unsigned int*)0xE0200244)

#define GPJ0PUD *((volatile unsigned int*)0xE0200248)

//延时

void delay (unsigned int);

void led_test (void)

{

//配置相应管脚输出功能 

GPJ0CON &= ~(0X0f<<12);

GPJ0CON |= 0X01<<12;

//禁止内部上拉下拉功能

GPJ0PUD &= ~(0X0c<<4);

while (1)

{

//LED灭

GPJ0DAT |= 0x01<<3;

    delay (0x100000);

//LED亮

GPJ0DAT &= ~(0x01<<3);

delay (0x100000);

}

}

void delay (unsigned int n )

{

unsigned int i = 0;

for (i = n; i !=0; i--);

}

五、编译

这个就要用到交叉编译器了，参看：S5PV210开发 -- 交叉编译器

下面的编译器命令选项，参看：gcc,g++-GNU工程的C和C++编译器中文手册

（1）生成led.o文件 （不要使用标准库）

arm-none-linux-gnueabi-gcc -march=armv5te -c led.c -o led.o -nostdlib

    -march=armv5te  指定生成指令的版本

    -nostdlib: 链接时不要使用标准库文件

（2）生成 led.elf 文件

arm-none-linux-gnueabi-ld -nostartfiles -nostdlib -Ttext=0xc0008000 -eled_test led.o -o led.elf

     -nostartfiles: 链接时不要添加标准启动信息

     -nostdlib: 链接时不要使用标准库文件

     -Ttext：指定代码段的起始地址

     -e：指定入口函数，默认情况下找的是_start

file led.elf查看文件信息

t# file led.elf 

led.elf: ELF 32-bit LSB executable, ARM, version 1 (SYSV), statically linked, not stripped

（3）将elf格式的文件转换为纯机器指令的文件

arm-none-linux-gnueabi-objcopy -O binary led.elf led.bin

六、下载led.bin到开发板并执行

首先要设置serverip（即tftp服务器的ip）、ipaddr（单板ip）和ethaddr（单板的MAC地址）。使其与主机在同一网段且不与其他设备冲突即可。

参看：S5PV210开发 -- Nand和e-MMC区别以及系统更新

验证一下能不能ping 通。

使用 tftp 将 led.bin下载到 SDRAM 的 0xc0008000 位置

tftp工具使用，参看：Hi3516A开发--环境搭建工具

    tftp c0008000 led.bin

    go c0008000

OK，此时 led 在不停的闪动。

七、蜂鸣器响起来

详细内容我就不讲了，和上面的 led 分析一样一样的。

（1）寄存器配置

GPD0CON, R/W, Address = 0xE020_00A0

GPD0CON[2] [11:8]

  GPD0CON  &= ~(0x0f<<8);    

  GPD0CON  |= 0x01<<8;

GPD0DAT, R/W, Address = 0xE020_00A4)

GPD0DAT[3:0] [3:0]

    GPD0DAT |= 0x01<<2;          @ 高电平

    GPD0DAT &= ~(0x01<<2);   @ 低电平

GPD0PUD, R/W, Address = 0xE020_00A8

GPD0PUD[n] [2n+1:2n] 00 = Pull-up/ down disabbuzzer

    GPD0PUD &= ~(0x0c<<1);

（2）编写驱动程序

#define GPD0CON *((volatile unsigned int*)0xE02000A0)  

#define GPD0DAT *((volatile unsigned int*)0xE02000A4)  

#define GPD0PUD *((volatile unsigned int*)0xE02000A8)  

//延时  

void delay (unsigned int);  

void buzzer_test (void)  

{  

    //配置相应管脚输出功能   

    GPD0CON  &= ~(0x0f<<8);    

    GPD0CON  |= 0x01<<8;

    //禁止内部上拉下拉功能  

    GPD0PUD &= ~(0x0c<<1);

    while (1)  

    {  

        //蜂鸣器响  

        GPD0DAT |= 0x01<<2; 

        delay (0x100000);     

        //蜂鸣器不响亮  

        GPD0DAT &= ~(0x01<<2);  

        delay (0x100000);  

    }  

}  

void delay (unsigned int n )  

{  

    unsigned int i = 0;  

    for (i = n; i !=0; i--);  

}  

（3）编译

编译步骤繁琐，可以写成 Makefile 

buzzer: buzzer.o

arm-none-linux-gnueabi-ld -nostartfiles -nostdlib -Ttext=0xc0008000 -e buzzer_test -o buzzer buzzer.o

arm-none-linux-gnueabi-objcopy -O binary buzzer buzzer.bin

buzzer.o: buzzer.c

arm-none-linux-gnueabi-gcc -march=armv5te -nostdlib -c -o buzzer.o buzzer.c

clean:

rm -vf buzzer.o buzzer buzzer.bin buzzer.s