2021年10月14日 | S3C2440裸机------GPIO

1.S3C2440GPIO简单介绍

GPIO即General-purpose input/output ，这些管脚除了可以用作输入输出外，还可以配置成一些其他的功能，例如I2C,UART等，其实就是管脚复用的思想。

所有的这些管脚主要通过下面的寄存器进行控制，

2.JZ2440原理图

从上面的原理图截图中我们可以看到:

1.我们的nLED_1,nLED_2,nLED_4是连接到3.3V电源上的，所以我们的管脚需要输出低电平，LED灯才会亮。

2.我们的nLED_1,nLED_2,nLED_4是连接到s3c2440的GPF4,GPF5,GPF6上面的。

另外，在原理图中还有如下知识点。

3.控制GPF管脚

我们需要控制GPF引脚控制LED灯，下面的问题就是我们怎么让GPF4输出0，

a.首先把该管脚配置为输出引脚，

b.设置它的状态。

然后我们在s3c2440的芯片手册中找到GPF引脚相关的寄存器。

我们通过设置GPFCON寄存器的[9:8]为01将GPF4配置为输出功能。把0000,0001,0000,0000=0x0100写到地址0x56000050上面。

设置PGFDAT[4]为0，则该管脚会输出低电平，此时LED点亮。把0000000=0x00写到地址0x56000054上面。

设置PGFDAT[4]为1，则该管脚会输出高电平，此时LED熄灭。把00010000=0x10写到地址0x56000054上面。

另外有一点需要注意，就是我们的CPU里面有R0,R1,.....R15，这些寄存器我们可以直接访问，而像GPFCON,GPFDAT这些寄存器我们访问的时候要通过地址去访问。

下面开始写程序点亮LED。

4.汇编语言点亮GPF4

/**************************************

*点亮LED, GPF4.

**************************************/

.text

.global _start

_start:

//把0x100写到地址0x56000050上，配置gpf4为输出引脚，

    ldr r1, =0x56000050

ldr r0,=0x100

str r0,[r1]

//把0x00写到地址0x56000054上，设置gpf4输出低电平， 

    ldr r1, =0x56000054

ldr r0,=0x00

str r0,[r1]

//死循环

halt:

    b halt

然后可以用下面的三行命令进行编译

arm-linux-gcc -c -o led_on.o led_on.S

arm-linux-ld -Ttext 0 led_on.o -o led_on.elf

arm-linux-objcopy -O binary -S  led_on.elf led_on.bin

用命令行敲容易出错，我们把上面的命令写到一个makefile里面:

all:

arm-linux-gcc -c -o led_on.o led_on.S

arm-linux-ld -Ttext 0 led_on.o -o led_on.elf

arm-linux-objcopy -O binary -S  led_on.elf led_on.bin

clean:

rm *.bin  *.o  *.elf

编译产生bin文件之后，打开windows的命令行，首先进入bin文件所在的目录，然后执行oflash led_on.bin,下载到开发板中即可执行。

5.C语言点亮GPF4

我们编写如下C语言代码控制LED，

int main()

{

    unsigned int *pGPFCON = 0x56000050;

unsigned int *pGPFDAT = 0x56000054;

/*配置GPF4为输出引脚*/

*pGPFCON = 0x100;

/*配置GPF4输出0*/

*pGPFDAT = 0;

}

C语言代码写完之后，存在两个问题

1.我们写出了main函数，那么谁来调用这个main函数，

2.main函数中的变量保存在内存中，这个内存地址是多少。

答：我们需要写一段汇编代码，给main函数设置内存，调用main函数。

我们编写如下汇编代码

.text

.global _start

_start:

     /*设置内存：SP栈*/

     ldr sp, =4096                /*2440设置为nand启动时，片内4K内存地址为0，我们把栈设置这4K内存的顶部，*/

     //led sp, =0x40000000 + 4096 /*nor启动时，片内4K内存的地址是0x40000000，我们同样也把栈设置在4K内存的顶部。 */

     /* 调用main函数*/

     bl main

 halt:

     b halt

然后编写makefile文件如下：

all:

arm-linux-gcc -c -o led.o led.c

arm-linux-gcc -c -o start.o start.S

arm-linux-ld -Ttext 0 led.o  start.o -o led.elf

arm-linux-objcopy -O binary -S  led.elf led.bin

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

clean:

rm *.bin  *.o  *.elf   *.dis

编译完之后下载到开发板中发现灯不亮，经查找原因是链接时文件顺序写错了，将上面makefile文件里面的

arm-linux-ld -Ttext 0 led.o  start.o -o led.elf    修改为    arm-linux-ld -Ttext 0 start.o led.o -o led.elf。

然后重新编译后程序正确。

6.循环点亮LED

首先我们把之前的汇编代码进行了修改，关掉了看门狗，另外也自动的适配nand启动和nor启动，修改后的汇编代码如下。

.text

.global _start

_start:

/* 关闭看门狗 */

ldr r0, =0x53000000

ldr r1, =0

str r1, [r0]

/* 设置内存: sp 栈 */

/* 分辨是nor/nand启动

* 写0到0地址, 再读出来

* 如果得到0, 表示0地址上的内容被修改了, 它对应ram, 这就是nand启动

* 否则就是nor启动

*/

mov r1, #0

ldr r0, [r1] /* 读出原来的值备份 */

str r1, [r1] /* 0->[0] */ 

ldr r2, [r1] /* r2=[0] */

cmp r1, r2   /* r1==r2? 如果相等表示是NAND启动 */

ldr sp, =0x40000000+4096 /* 先假设是nor启动 */

moveq sp, #4096  /* nand启动 */

streq r0, [r1]   /* 恢复原来的值 */

bl main

halt:

b halt

c语言源文件如下

#include "s3c2440_soc.h"

void delay(volatile int d)

{

while (d--);

}

int main(void)

{

int val = 0;  /* val: 0b000, 0b111 */

int tmp;

/* 设置GPFCON让GPF4/5/6配置为输出引脚 */

GPFCON &= ~((3<<8) | (3<<10) | (3<<12));

GPFCON |=  ((1<<8) | (1<<10) | (1<<12));

/* 循环点亮 */

while (1)

{

tmp = ~val;

tmp &= 7;

GPFDAT &= ~(7<<4);

GPFDAT |= (tmp<<4);

delay(100000);

val++;

if (val == 8)

val =0;

}

return 0;

}

C语言头文件如下

#ifndef  __S3C2440_SOC_H

#define  __S3C2440_SOC_H

#define     __REG(x) (*(volatile unsigned int *)(x)) 

/*I/O port*/

#define     GPACON                   __REG(0x56000000)  //Port A control                           

#define     GPADAT                   __REG(0x56000004)  //Port A data                                      

#define     GPBCON                   __REG(0x56000010)  //Port B control                                   

#define     GPBDAT                   __REG(0x56000014)  //Port B data                                      

#define     GPBUP                    __REG(0x56000018)  //Pull-up control B                                

#define     GPCCON                   __REG(0x56000020)  //Port C control                                   

#define     GPCDAT                   __REG(0x56000024)  //Port C data                                      

#define     GPCUP                    __REG(0x56000028)  //Pull-up control C                                

#define     GPDCON                   __REG(0x56000030)  //Port D control                                   

#define     GPDDA1T                  __REG(0x56000034)  //Port D data                                      

#define     GPDUP                    __REG(0x56000038)  //Pull-up control D                                

#define     GPECON                   __REG(0x56000040)  //Port E control                                   

#define     GPEDAT                   __REG(0x56000044)  //Port E data                                      

#define     GPEUP                    __REG(0x56000048)  //Pull-up control E                                

#define     GPFCON                   __REG(0x56000050)  //Port F control                                   

#define     GPFDAT                   __REG(0x56000054)  //Port F data                                      

#define     GPFUP                    __REG(0x56000058)  //Pull-up control F                                

#define     GPGCON                   __REG(0x56000060)  //Port G control                                   

#define     GPGDAT                   __REG(0x56000064)  //Port G data                                      

#define     GPGUP                    __REG(0x56000068)  //Pull-up control G                                

#define     GPHCON                   __REG(0x56000070)  //Port H control                                   

#define     GPHDAT                   __REG(0x56000074)  //Port H data                                      

#define     GPHUP                    __REG(0x56000078)  //Pull-up control H