2020年12月08日 | TQ210 —— 点亮LED

1、S5PV210 GPIO硬件简介

1.1、GPIO 【S5PV210有237个多功能IO口，通过设置寄存器确定某个引脚用于输入输出或者其他特殊功能】

      GPIO的英文全称为General-PurposeIO ports，也就是通用IO接口。在嵌入式系统中常常有数量众多，但是结构却比较简单的外部设备/电路，对这些设备/电路，有的需要CPU为之提供控制手段，有的则需要被CPU用做输入信号。而且，许多这样的设备/电路只要求一位，即只要有开/关两种状态就够了。比如，控制某个LED灯亮与灭，或者通过获取某个引脚的电平属性来达到判断外围设备的状态。对这些设备/电路的控制，使用传统的串行口或并行口都不合适。所以在微控制器芯片上一般都会提供一个“通用可编程IO接口”，即GPIO。接口至少有两个寄存器，即“通用IO控制寄存器”与“通用IO数据寄存器”。数据寄存器的各位都直接引到芯片外部，而对这种寄存器中每一位的作用，即每一位的信号流通方向，则可以通过控制寄存器中对应位独立地加以设置。比如，可以设置某个引脚的属性为输入、输出或其他特殊功能。

在实际的MCU中，GPIO是有多种形式的。比如，有的数据寄存器可以按照位寻址，有些却不能按照位寻址，这在编程时就要区分了。比如传统的8051系列，就区分成可位寻址和不可位寻址两种寄存器。另外，为了使用的方便，很多MCU的 GPIO接口除必须具备两个标准寄存器外，还提供上拉寄存器，可以设置IO的输出模式是高阻，还是带上拉的电平输出，或者不带上拉的电平输出。这在电路设计中，外围电路就可以简化不少。

1.2、特性

      146个可中断通用控制GPIO；32个可控外部中断；237个多路复用IO口；睡眠模式引脚状态可控（除了GPH0/GPH1/GPH2/GPH3）。

2、GPIO寄存器

控制S5PV210的GPIO端口寄存器主要有三类：

        控制寄存器——GPxCON——配置GPIO输入输出功能

        数据寄存器——GPxDAT——设置高低电平

        上拉寄存器——GPxUP——确定是否使用内部上拉电阻

3、LED原理图

        这里两个NPN三极管，具有放大电流作用，增大驱动能力，只要给基极一个高电平，三极管就可以导通，产生大电流驱动LED点亮。

4、汇编点亮LED

     要点亮LED1，需要配置寄存器GPC0CON的[15:12]为0b0001，使GPC0_3为输出模式，同时配置寄存器GPC0DAT[3]=1，使GPC0_3引脚输出高电平。

     要点亮LED2，需要配置寄存器GPC0CON 的[19:16]为0b0001，使 GPC0_4为输出模式，同时配置寄存器GPC0DAT[4]=1，使GPC0_4引脚输出高电平。

     三个文件：led_on.S  addheader.c  Makefile

/* led_on.S */

.global _start                     

_start:

       ldr r0, =0xE0200060         /* GPC0CON寄存器*/

       ldr r1, =0x00001000        

       str r1, [r0]                /* 设置GPC0_3为输出,GPC0[15:12]= 0b0001 */

       ldr r0, =0xE0200064         /* GPC0DAT寄存器*/

       ldr r1, =0x00000008        

       str r1, [r0]                /* 设置GPC0_3为高电平*/

halt:

       b halt                      /*死循环*/

    为什么需要死循环：CPU 一旦从某个地址运行，它就会从这个地址往后依次取指运行，当运行完我们的代码，它不会停止，还会往后继续取指运行，但是后面的指令是未知的，CPU运行后不知道会是什么结果，可能正常执行，也可能出现异常，所以我们应该让CPU一直在那里死循环。

    Makefile：

led_on.bin:led_on.o

       arm-linux-ld -Ttext 0xD0020010 -oled_on.elf $^

       arm-linux-objcopy -O binary led_on.elf $@

       arm-linux-objdump -D led_on.elf >led_on.dis

led_on.o :led_on.S

       arm-linux-gcc -c $< -o $@

clean:

       rm *.o *.elf *.bin *.dis

（1）、arm-linux-gcc将start.S编译成start.o目标文件，-c表示编译不链接，-o跟随输出文件名。

（2）、arm-linux-ld 将start.o目标文件链接成elf文件格式，-Ttext 0xD0020010表示程序运行的地址是0xD0020010，其实程序可以在任何一个地址运行，因为本源代码是位置无关码，后面您会看到可以在内存0x30000000地址运行【TQ210内存：0x20000000~0x40000000】。

（3）、arm-linux-objcopy将ELF格式的可执行文件转换为二进制文件，即可以在开发板上执行的文件，-O表示指定格式来输出文件，这里是binary即二进制文件。

（4）、arm-linux-objdump 将ELF文件反汇编，主要用于编译出错时，对调试很有帮助，-D表示反汇编所有段。

裸机可以使用SD卡烧和使用 u-boot 菜单栏或者u-boot命令行来烧写

// 要将led_on.bin烧写到TQ210中，还需要要添加一个16字节的头信息。

#include

#include

#include

#defineIMG_SIZE   16 * 1024

#defineHEADER_SIZE 16

intmain (int argc, char *argv[])

{

       FILE                   *fp;

       unsigned              char*buffer;

       int                        bufferLen;

       int                        nbytes,fileLen;

       unsigned int checksum, count;

       int                        i;

       if (argc != 3)

       {

              printf("Usage: %s n", argv[0]);

              return -1;

       }

       /* 分配16KByte的buffer,BL1最大为16KByte,并初始化为0*/

       buffer = calloc(1, IMG_SIZE);

       if (!buffer)

       {

              perror("Alloc bufferfailed!");

              return -1;

       }

       /* 打开源bin文件*/

       fp = fopen(argv[1], "rb");

       if( fp == NULL)

       {

              perror("source file openerror");

              free(buffer);

              return -1;

       }

       /* 获取源bin文件的长度*/

       fseek(fp, 0L, SEEK_END);

       fileLen = ftell(fp);

       fseek(fp, 0L, SEEK_SET);

       /* 源bin文件不得超过(16K-16)Byte*/

       if (fileLen > (IMG_SIZE -HEADER_SIZE))

       {

              fprintf(stderr, "Source fileis too big(> 16KByte)n");

              free(buffer);

              fclose(fp);

       }

       /* 计算校验和*/

       i = 0;

       checksum = 0;

       while (fread(buffer + HEADER_SIZE + i, 1,1, fp))

       {

              checksum += buffer[HEADER_SIZE +i++];

       }

       fclose(fp);

       /* 计算BL1的大小(BL1的大小包括BL1的头信息),并保存到buffer[0~3]中*/

       fileLen += HEADER_SIZE;

       memcpy(buffer, &fileLen, 4);

       // 将校验和保存在buffer[8~15]

       memcpy(buffer + 8, &checksum, 4);

       /* 打开目标文件*/

       fp = fopen(argv[2], "wb");

       if (fp == NULL)

       {

              perror("destination file openerror");

              free(buffer);

              return -1;

       }

       // 将buffer拷贝到目标bin文件中

       nbytes    =fwrite(buffer, 1, fileLen, fp);

       if (nbytes != fileLen)

       {

              perror("destination filewrite error");

              free(buffer);

              fclose(fp);

              return -1;

       }

       free(buffer);

       fclose(fp);

       return 0;

}

首先编译 addheader.c：gcc addheader.c -o addheader

./addheader led_on.bin 210.bin

将生成的210.bin文件通过SD或者tftp方式下载到TQ210开发板中。

5、烧写裸机程序

（1）、使用SD卡烧写

dd iflag=dsync oflag=dsync if=210.bin of=/dev/sdb seek=1 表示输出文件为 210.bin，输出文件到/dev/sdb，设备文件在 linux 下是 在/dev/目录下，此时 SD 卡在 Linux 下仅仅被看成是一个文件， seek=1 表示烧写到扇区 1， Linux 读写磁盘设备最小单位是一个扇区。取出SD卡放入TQ210开发板，拨动拨码开关为SD卡启动。

注意： /dev/sdb 是查阅 SD在 Linux虚拟机上的设备节点而设置的，如果设备节点为/dev/sdc则需要修改为/dev/sdc，插入 SD卡到 PC 后，在 Linux虚拟机命令行执行 ls /dev/sd*命令查看到设备节点的情况。

（2）、使用u-boot菜单栏烧写

       ipaddr：开发板的IP；serverip：Linux的IP【设置好，save保存一下】

       tftp 3000000210.bin

       go30000000

6、用C和汇编混合编程

/* led_on.S*/ 

.global _start                           

_start:

              blmain                       /* 跳转到C函数去执行*/

halt:

              bhalt                        /* 死循环 */

/* main.c */

#define GPC0CON     *((volatileunsigned int *)0xE0200060)

#define GPC0DAT     *((volatileunsigned int *)0xE0200064)

void delay(volatile unsigned int t)

{

       volatileunsigned int t2 = 0xFFFF;

       while(t--)

              for(; t2; t2--);

}

int main()

{

       int toggle = 0;

       GPC0CON &= ~(0xFF << 12);

       GPC0CON |= 0x11 << 12;                   //配置GPC0_3和GPC0_4为输出

       while(1)

       {

              GPC0DAT &= ~(0x3 << 3);           // 熄灭LED1和LED2

              if(toggle)

                     GPC0DAT|= 1 << 3;        // 点亮LED1

              else

                     GPC0DAT|= 1 << 4;        // 点亮LED2

              toggle= !toggle;