2021年02月20日 | 基于S3C6410的ARM11学习（九） 点亮led

之前已经对S3C6410的核心初始化完成了，但是这个也只是完成了，但是程序到底对不对了，还需要验证。最简单的验证方法是什么了，就是点亮led。如果在核心初始化完成后，我们写程序去点亮了led，就说明初始化代码是没有问题。

下面就要来点亮led了。这个时候就和开发板的原理图有关系了。我用的是OK6410的开发板，打开对应原理图。

找到4个灯，是共阳接法的。所以要点亮对应的灯，就要使led的负端为低电平。在看看各个led负端端口对应的S3C6410的哪个IO。

从核心板的原理图可以看出，4个LED是接在GPM0-3这四个管脚上的。

有了这个信息，我们只要去控制这四个管脚输出不同的电平，就能实现led的亮灭了。

打开6410的手册。直接看GPIO这一章。

表中列出了所有的GPIO，总共分为17组，从A-Q。每一组有不同的管脚数。控制IO功能是通过GPxCON寄存器来控制的。控制IO管脚上数据是通过GPxDAT来控制的。我们这里就以GPM为例说明。

上图说明GPM的IO操作有3个寄存器。

先看第一个寄存器，GPMCON

GPM组共有6个IO管脚。所以这个寄存器中，分成了6组，每一组控制对应的IO的功能。这里，我们是要使GPM0-3为输出。所以低16位就要设置为16’b0001_0001_0001_0001。

这样，就将GPM0-3设置为输出了。

在看第二个寄存器，GPMDAT。

手册也说得比较清楚，当IO为输入的时候，记录的是IO脚上的电平。当作为输出的时候，记录的是IO上输出的电平。所以当我们要让GPM0-3都输出低电平的话，那么这个寄存器的后4位就要写入4’b0000。

第三个寄存器，GPMPUD

这个是设置IO管脚上下拉电阻的。

以上三个寄存器就是IO的基本寄存器了。每一组的IO都有上诉的3个寄存器。

下面我们就要来写程序了。这里，我写的是流水灯，初始，4个灯为亮灭亮灭，每隔一段时间，灯的状态就翻转一次，

流程：

1、设置对应IO为输出

2、设置IO输出值

3、每隔一段时间对IO输出值取反

下面就是对应的程序了，将流水灯写成一个函数，在reset中调用。

1、先定义GPMCOM和GPMDAT地址。

2、将r0的值设置为0x1111。这个值之前分析过，将GPM0-3设置为输出的值

3、将GPMCON地址装载到r1寄存器

4、将r0的值写入到r1寄存器代表的寄存器中，这样就配置GPM0-3为输出

5、将r0的值设置为0x5。这个用来配置GPM0-3输出的值

6、将GPMDAT地址装载到r1寄存器

7、将r0的值写入到r1寄存器代表的寄存器中，这样就配置GPM0-3输出值为4’b0101

8、将lr的值保存在r4寄存器中。因为这个时候lr寄存器保存的是调用

这样，就完成了整个程序的设计了。将该程序，编译链接下载到开发板中，运行，就会看到led在不停的闪烁了。

对比STM32，操作可就要麻烦一些了。

首先看下系统结构，看看GPIO是挂在什么总线上的。因为之前说过，STM32是有外设门控时钟的。要使用某外设，就必须要打开对应外设的时钟。这是和ARM11很不一样的一点。

GPIO是挂在APB2总线上的，所以我们打开时钟的时候要去打开APB2上对应GPIO时钟。图中可以知道，GPIO是分为7组的。从A-G。

到GPIO章节去看。

功能描述就说明了，对应每个GPIO端口，有哪些寄存器来控制。STM32是有7个寄存器来进行控制。

STM32的GPIO比S3C6410的GPIO要复杂多了，因为GPIO可以配置为8种模式。

下面是GPIO的基本结构

8种模式中，对推挽式输出和推挽式复用输出说明一下。这两个的输出结构都是一样的，使用CMOS的结构。但是不一样的是不同功能所使用模式不一样。推挽式输出是IO端口作为普通输出时的模式，而推挽式复用输出是IO作为特殊功能时作为输出的模式，比如有的IO有串口输出功能，当使用串口输出功能的时候，就要把IO的模式设置为推挽式复用输出。

输入的话，就没有什么好说的，从名字也可以看的出来。注意的是模拟输入，当使用芯片的内部AD时，IO是要设置为模拟输入的。

下面就要看看各个寄存器

1、GPIOx_CRL寄存器

这个是设置GPIO组的低8位的IO功能。每4位对应一个IO。高两位是配置IO的模式。低两个是配置IO作为输入还是输出，以及作为输出的最大速度是多少。

2、GPIOx_CRH寄存器

和GPIOx_CRL

从描述中得到，这个寄存器保存的IO的状态，其实就是IO上的电平。而且这个寄存器只能读。当IO作为输入的时候，我们来读这个寄存器就知道IO上的电平了。

4、GPIOx_ODR寄存器

这个寄存器就是设置IO的输出了。低16位，每一位对应一个IO。当IO作为输出，可以往这个寄存器写值，就实现了IO输出了。

5、GPIOx_BSRR寄存器

这个寄存器，就是对输出值影响的。可以对输出清零，也可以对输出置1.

6、GPIOx_BRR寄存器

看描述就知道功能了

7、GPIOx_LCKR寄存器

STM32对IO加了一个锁的功能，就是可以将IO给锁起来，这样就不能对IO进行改变了。这个功能就是由这个寄存器来设置的。要锁某个IO的话，先将对应IO位的值设置为1，锁定端口配置，然后往16位写入特定的序列，就实现了IO的锁的功能了。在系统复位前，这锁功能一直有。

知道了对应相关的寄存器了，就知道怎么使用STM32的管脚来控制流水灯了。

流程

1、打开对应IO的时钟使能

2、配置CRL或CRH，使IO作为输出，模式就推挽式输出，最大速度是50M。

3、配置ODR寄存器，使寄存器输出我们想要的值

以配置GPIOA0-3为例说明。

首先打开GPIOA时钟。这个在RCC_APB2ENR寄存器中

第2位控制GPIOA的时钟使能。那么就把这一位置1就好了。但是怎么操作这个寄存器了。当然，我们可以向S3C6410一样，使用指针，去指向这个寄存器的地址，然后再对这个地址操作。但是，官方库已经给我们定义好了这些寄存器了，我们只要直接使用就好了。

在官方给的库（V3.5）中，有两个文件夹，一个inc，一个src

inc里面就是一些头文件，src里面就是具体的函数实现。库将每个外设都封装好了一个头文件和一个c文件。里面就定义了各个外设的寄存器，以及一些库函数，使用这些库函数就可以直接操作这些外设寄存器，而不用和底层的寄存器打交道了。因为STM32的寄存器实在是太多了,每次操作都查表的话，那可是很累的。而且直接操作寄存器的话，代码不直观，不知道配置到底是什么作用的。

这里，我们先用寄存器来进行操作。然后再用库函数来进行操作。在对比

寄存器版本：

寄存器版本的话就和inc和src下面的库文件没有多大关系了。直接打开stm32f10x.h，这个是在官方提供的库CMSIS目录下。

这个头文件定义了stm32f10x系列的所有寄存器对应的地址，相当于51单片机的reg51.h。

这里定义RCC的结构体，里面包含了RCC的各个寄存器。我们这里要用的就是其中的APB2ENR寄存器。因为这个寄存器里面有对GPIOA的时钟有效设置。在STM32中，对寄存器定义都是放在对应功能的结构体中去了，因为这些寄存器是严格4字节对齐的，所以只要放在结构体中，然后定义结构体的首地址，那么后面每个寄存器的地址也就都知道了。上面就定义RCC的结构体。这个是管理时钟和复位功能的。

在去找RCC的地址

这样，我们就可以直接访问了。

使用RCC->APB2ENR就可以访问RCC下的APB2ENR寄存器了。之前说，要把这个寄存器的第二位置为1.所以

RCC->APB2ENR = 0x4;

配置GPIO

同样，也是先去找GPIO结构体。

里面就有上面这个结构体。在STM32中，对外设的寄存器定义都是放在结构体中去了，因为这些寄存器是严格4字节对齐的，所以只要放在结构体中，然后定义结构体的首地址可以知道所有寄存器地址。上面就定义GPIO的结构体。

然后再去找GPIOA，因为我们要对这一组GPIO操作。

我从里面把关键的弄出来了

先定义了外设的基地址，然后再定义APB2的基地址，因为GPIO都是挂在APB2总线上的。然后不同的GPIO组的地址就是APB2基地址加上偏移地址就得了。然后再将这个GPIO组的基地址强制转化为GPIO结构体的首地址。这样不就知道了GPIO组的每个寄存器的地址了。

GPIOA0-3是由GPIOA_CRL配置的，所以就去配置这个寄存器。使用GPIOA->CRL对这个寄存器访问。要设置为输出，最大速度50M，模式为推挽式输出。

代码：GPIOA->CRL = 0x3333

这样就配置好了GPIOA0-3作为输出了，然后就要设置输出值了，假设设置为0101，那么就是去控制ODR寄存器。

代码：GPIOA-ODR = 0XA

这样，我们就实现了配置GPIOA0-3作为输出，输出值为0101了。至于点灯的程序，这里就不写了，就一直操作ODR寄存器就行了。

下面说下库函数开发：

有了库，你会发现STM32的开发变得非常简单。

对于GPIO，打开src目录下的stm32f10x_gpio.h这个文件，这个里面定义了关于GPIO操作的库函数操作的参数以及函数。

里面定义了GPIO初始化的一个结构体，当我们要初始化一个GPIO，就往这个结构体里面填值就行了。填的值可不是乱填的。而是在这文件中规定好的。

第一个值，对应下面的各个参数。表示是配置哪一个GPIO，总共16个。可以使用|操作。

第二个值是枚举类型，设置GPIO的速度

第三个值也是枚举类型，设置的IO的模式

下面我们就只要定义一个结构体，往这结构体里面的参数赋值，然后再调用GPIO的初始化函数就搞定了。

代码就是上面这样，怎么样，这比用寄存器开发要简洁很多吧。一看就知道代码功能是什么。就设置GPIOA的0-3管脚作为推挽式输出，速度是50M。完全不用去操作寄存器，因为库函数就帮我们做了这些事了。

GPIO_Init()这个函数是库函数，就是对外设进行初始化，初始化的参数就是填入的结构体的参数。有兴趣的可以去看看这个函数的实现，这个函数就在stm32f10x_gpio.c中。

我们还忘记了一件事了，那就是打开GPIOA的时钟了。这个时钟是受RCC管理的。去看stm32f10x_rcc.h文件。

这里，有一个函数

从这个名字就可以知道这个函数干嘛的，就是打开APB2总线上外设的时钟了。第一个参数是外设的名字，这个也是预先定义好的。第二个是状态，两个状态，ENABLE和DISABLE。

我们要打开GPIOA时钟，所以参数就是RCC_APB2Periph_GPIOA。

所以完整的GPIOA初始化代码就是

初始化搞定了，怎么来控制这个IO了。别着急，我们是有库函数的。

红色框中的4个函数就是控制IO输出的。从函数名都可以看出功能。第一个参数是GPIO组参数，即GPIOA-GPIOG。第二个参数GPIO_Pin就是指对哪一IO管脚控制，BitVal是指写入位的值是多少。PortVal值写入16位值是多少。

就调用以上这些函数，就可以实现控制IO输出了。

假设对GPIOA0-3都输出0

那么就直接调用

GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2|GPIO_Pin_3);

这样，就将GPIOA0-3的管脚设置输出为低电平了。

以上，就是使用库函数来开发了。可以看出，库开发可以简化开发难度。不用来来回回的查表。而且代码有易懂性。一看就知道代码功能是什么了。

以上就是STM32操作GPIO，和S3C6410相比，多一个配置时钟使能，还有配置的寄存器也要多一些。其他是没有什么区别的。

这样，就完成了点亮LED了。当看到开发板led闪烁的时候，就说明我们的核心初始化代码是正确的。然后就可以开始进行下一步了。