2020年03月31日 | MSP430使用指南12 -> GPIO

GPIO即通用输入输出接口，是MCU最基本的功能，可以控制I/O口的高低电平，输入输出或映射到其他模块等功能。

如下图所示，为MSP430FR2355芯片的引脚图:

在图中，每个引脚后标注的则是每个引脚具备的复用功能，GPIO是基本功能，除去电源，地，时钟等引脚，每个引脚都可作为通用IO口使用，那么如何按照自己的要求配置每个引脚的功能呢？

下面就描述下GPIO引脚相关的寄存器（MSP430FR2xx/FR4xx）：

注：并非每个MSP430 MCU都包含下属所有的寄存器，根据MCU功能的复杂性决定，具体包含的寄存器名称和数量，请查看每个芯片的datasheet和user’s guide。

首先先整体看一下GPIO口总共有哪些寄存器：

因为P1，P2，P3等寄存器名字都相似，因此，下面讲述时采用Px表示。

PxIN

输入寄存器（只读），代表的是当前GPIO接口的状态，0时代表低电平，1时代表高电平。

因此，在将IO口设置成输入状态时，通过这个寄存器去了解IO口的电平状态。

PxOUT

输出寄存器（读写），有两个功能：

 1.在IO口为输出状态时，决定IO口输出的状态，0时输出低电平，1时输出高电平，且可以读取此寄存器来了解当前设置的IO输出电平状态。

 2.在IO口为输入状态时，决定IO口的上拉或下拉状态，不过必须上/下拉使能寄存器使能时，才能实现上拉或下拉的效果。

PxDIR

方向寄存器（读写），1时表示output，0时表示input，默认是0。

PxREN

上/下拉电阻使能寄存器，当IO口作为输入使用时，可以使能内部的上/下拉电阻，此寄存器为使能，决定上拉还是下拉的寄存器是PxOUT。

PxSEL0

功能选择寄存器0，选择复用功能，和PxSEL1配合，最多可以选择三个复用功能，一般来说在因脚伤复用功能按照顺序描述，比如：P2.0/TB1.1/COMP0.O，表示TB1.1是第一复用功能，COMP0.O是第二复用功能，因此：P2SEL0 0bit = 1，P2SEL1 0bit = 0时选择TB1.1功能；P2SEL0 0bit = 0，P2SEL1 0bit = 1时选择COMP0.O功能。每个引脚具体的功能，请查看datasheet。

PxSEL1

功能选择寄存器1，选择复用功能，和PxSEL0配合使用，并非所有MCU都有此寄存器，一些简单的，每个引脚最多只有一个服用功能的MCU不会有这个寄存器，具体情况请查看每个MCU的datasheet。

PxSLEC

编码选择寄存器，简单来说，这个寄存器是和PxSEL0，PxSEL1配合使用的，因为在设置功能过程中，需要设定这两个寄存器，因此会有个先后顺序，可能在设置了PxSEL0后产生了中断，在执行中断函数时，并没有设置PxSEL1寄存器，因此这段时间可能会出现用户不想看到的问题，PxSELC这个寄存器就是解决同步问题的，当PxSELC这个寄存器对应的位置1时，那么会同时把PxSEL0和PxSEL1寄存器的值写入，避免出现上述问题。

PxIES

中断边沿选择寄存器，当使能IO口中断时，此寄存器决定着中断触发的方式，0表示上升沿触发，1表示下降沿触发。

PxIE

中断使能寄存器，置1时使能相应引脚的中断。

PxIFG

中断标志寄存器，在产证满足PxIES所描述的状态时，会置位这个标志位，即使不使能中断PxIE寄存器，也会置位这个PxIFG标志寄存器，PxIE指示决定会不会产生中断而已。

同时需要注意PxIFG在一些情况下可能会置位，比如：

PxIV

中断向量寄存器（只读），MSP430 MCU的GPIO中断对于Px口是一个向量，因此在进入后需要判断时Px口中的哪一个产生的，比如Px.0, 故需要查询这个寄存器，从上图描述中也可以看到，Px.0-Px.7的中断优先级是不一致的，0位最高，7位最低。

最最需要注意的一点：对于FR系列MCU，在设置完GPIO口功能后，一定要清除PM5CTL0寄存器中的LOCKLPM5位，这一位默认是1，即设置所有IO口位高阻态，不清除的话，GPIO功能无法使用，Flash系列的默认是0，因此不需要清除。

清除程序：

  PM5CTL0 &= ~LOCKLPM5;

在讲解完GPIO相关的寄存器后，我们给一个例程，功能是通过一个输入口中断方式去驱动一个输出口改变电平状态：

#include

int main(void)

{

    WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD;               // Stop watchdog timer

    // Configure GPIO

    P1OUT &= ~BIT0;                         // Clear P1.0 output latch for a defined                                             // power-on state               

    P1DIR |= BIT0;                          // Set P1.0 to output direction

    P1OUT |= BIT3;                          // Configure P1.3 as pulled-up

    P1REN |= BIT3;                          // P1.3 pull-up register enable

    P1IES |= BIT3;                          // P1.3 Hi/Low edge

    P1IE |= BIT3;                           // P1.3 interrupt enabled

    // Disable the GPIO power-on default high-impedance mode

    // to activate previously configured port settings

    PM5CTL0 &= ~LOCKLPM5;

    P1IFG &= ~BIT3;                         // P1.3 IFG cleared

    while(1)

    {

        __bis_SR_register(LPM3_bits | GIE); // Enter LPM3 w/interrupt

        __no_operation();                   // For debug

        P1OUT ^= BIT0;                      // P1.0 = toggle

    }

}

// Port 1 interrupt service routine

#if defined(__TI_COMPILER_VERSION__) || defined(__IAR_SYSTEMS_ICC__)

#pragma vector=PORT1_VECTOR

__interrupt void Port_1(void)

#elif defined(__GNUC__)

void __attribute__ ((interrupt(PORT1_VECTOR))) Port_1 (void)

#else

#error Compiler not supported!

#endif

{

    P1IFG &= ~BIT3;                         // Clear P1.3 IFG

    __bic_SR_register_on_exit(LPM3_bits);   // Exit LPM3

}