恩智浦 飞思卡尔Freescale Kinetis KEA128学习笔记3--GPIO模块(一)

KEA128芯片有7组IO，PORTA--H每组8个引脚，PORTI有7个引脚，共计71个。

单个引脚驱动能力是2.5mA，内部均可上拉到VDD，无内部下拉。应通过编程将未使用引脚内部上拉。

MCU处在运行、等待、调试模式下，GPIO正常工作，停止模式下，GPIO停止工作。

下面是端口控制寄存器介绍，主要是端口滤波寄存器，上拉使能寄存器和高驱动能力使能寄存器

GPIO有三组寄存器，分别为GPIOA、GPIOB、GPIOC。每组有7个寄存器，分别为输出寄存器（PDOR）、输出置1寄存器（PSOR）、输出清0寄存器（PCOR）、输出取反寄存器（PTOR）、输入寄存器（PDIR）、数据放向寄存器（PDDR）、输入禁止寄存器（PIDR）。

GPIO编程步骤：

1.设定GPIO是输入还是输出，设置数据方向寄存器

2.若是输出则设定GPIO的值，低0高1

3.若是输入则通过输入寄存器获得引脚的状态。低0高1.

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//文件名称：common.h

//功能概要：公共要素头文件

//版权所有：苏州大学飞思卡尔嵌入式中心(sumcu.suda.edu.cn)

//版本更新：2015-06-05  V2.0

//芯片类型：KEA128

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#ifndef __COMMON_H       //防止重复定义（_COMMON_H  开头)

#define __COMMON_H

// 1．芯片寄存器映射文件及处理器内核属性文件

#include 'core_cmFunc.h'

#include 'core_cmInstr.h'

#include 'core_cm0plus.h'

#include 'SKEAZ1284.h'           // 包含芯片头文件

#include 'system_SKEAZ1284.h'    // 包含芯片系统初始化文件

#define  SYSTEM_CLK_KHZ   DEFAULT_SYSTEM_CLOCK/1000// 芯片系统时钟频率(KHz)

#define  CORE_CLK_KHZ     SYSTEM_CLK_KHZ           // 芯片内核时钟频率(KHz)

#define  BUS_CLK_KHZ      SYSTEM_CLK_KHZ/2         // 芯片总线时钟频率(KHz)

// 2．定义开关总中断

#define ENABLE_INTERRUPTS   __enable_irq   // 开总中断

#define DISABLE_INTERRUPTS  __disable_irq  // 关总中断

// 3．位操作宏函数（置位、清位、获得寄存器一位的状态）

#define BSET(bit,Register)  ((Register)|= (1<<(bit)))    // 置寄存器的一位

#define BCLR(bit,Register)  ((Register) &= ~(1<<(bit)))  // 清寄存器的一位

#define BGET(bit,Register)  (((Register) >> (bit)) & 1)  // 获得寄存器一位的状态

// 4．重定义基本数据类型（类型别名宏定义）

typedef unsigned char uint_8;   // 无符号8位数，字节

typedef unsigned short int uint_16;  // 无符号16位数，字

typedef unsigned long int uint_32;  // 无符号32位数，长字

typedef char int_8;    // 有符号8位数

typedef short int int_16;   // 有符号16位数

typedef int int_32;   // 有符号32位数

// 不优化类型

typedef volatile uint_8 vuint_8;  // 不优化无符号8位数，字节

typedef volatile uint_16 vuint_16; // 不优化无符号16位数，字

typedef volatile uint_32 vuint_32; // 不优化无符号32位数，长字

typedef volatile int_8 vint_8;   // 不优化有符号8位数

typedef volatile int_16 vint_16;  // 不优化有符号16位数

typedef volatile int_32 vint_32;  // 不优化有符号32位数

#endif       //防止重复定义（_COMMON_H结尾)

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//文件名称：gpio.h

//功能概要：GPIO底层驱动构件头文件

//版权所有：苏州大学飞思卡尔嵌入式中心(sumcu.suda.edu.cn)

//版本更新：2015-06-05  V2.0

//芯片类型：KEA128

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#ifndef GPIO_H        //防止重复定义（GPIO_H  开头)

#define GPIO_H

#include 'common.h'   //包含公共要素头文件

// 端口号地址偏移量宏定义

#define PORTA    (0<<8)

#define PORTB    (1<<8)

#define PORTC    (2<<8)

#define PORTD    (3<<8)

#define PORTE    (4<<8)

#define PORTF    (5<<8)

#define PORTG    (6<<8)

#define PORTH    (7<<8)

#define PORTI    (8<<8)

//引脚方向宏定义

#define GPIO_IN      0

#define GPIO_OUTPUT  1

//===========================================================================

//函数名称：gpio_init

//函数返回：无

//参数说明：port_pin：(端口号)|(引脚号)（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）

//       dir：引脚方向（0=输入，1=输出,可用引脚方向宏定义）

//       state：端口引脚初始状态（0=低电平，1=高电平）

//功能概要：初始化指定端口引脚作为GPIO引脚功能，并定义为输入或输出，若是输出，

//       还指定初始状态是低电平或高电平

//===========================================================================

void gpio_init(uint_16 port_pin, uint_8 dir, uint_8 state);

//===========================================================================

//函数名称：gpio_set

//函数返回：无

//参数说明：port_pin：(端口号)|(引脚号)（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）

//       state：希望设置的端口引脚状态（0=低电平，1=高电平）

//功能概要：当指定端口引脚被定义为GPIO功能且为输出时，本函数设定引脚状态

//===========================================================================

void gpio_set(uint_16 port_pin, uint_8 state);

//===========================================================================

//函数名称：gpio_get

//函数返回：指定端口引脚的状态（1或0）

//参数说明：port_pin：(端口号)|(引脚号)（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）

//功能概要：当指定端口引脚被定义为GPIO功能且为输入时，本函数获取指定引脚状态

//===========================================================================

uint_8 gpio_get(uint_16 port_pin);

//===========================================================================

//函数名称：gpio_reverse

//函数返回：无

//参数说明：port_pin：(端口号)|(引脚号)（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）

//功能概要：当指定端口引脚被定义为GPIO功能且为输出时，本函数反转引脚状态

//===========================================================================

void gpio_reverse(uint_16 port_pin);

//===========================================================================

//函数名称：gpio_pull

//函数返回：无

//参数说明：port_pin：端口号|引脚号（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）

//          pullselect：引脚上拉使能选择（ 0=上拉除能，1=上拉使能）

//功能概要：使指定引脚上拉高电平

//===========================================================================

void gpio_pull(uint_16 port_pin, uint_8 pullselect);

#endif     //防止重复定义（GPIO_H  结尾)

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//声明：

//（1）我们开发的源代码，在本中心提供的硬件系统测试通过，真诚奉献给社会，不足之处，欢迎指正。

//（2）对于使用非本中心硬件系统的用户，移植代码时，请仔细根据自己的硬件匹配。

//

//苏州大学飞思卡尔嵌入式中心

//技术咨询：0512-65214835  http://sumcu.suda.edu.cn

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//文件名称：gpio.c

//功能概要：GPIO底层驱动构件源文件

//版权所有：苏州大学飞思卡尔嵌入式中心(sumcu.suda.edu.cn)

//版本更新：2015-06-05  V2.0

//芯片类型：KEA128

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#include 'gpio.h'   //包含本构件头文件

uint_32 bit;    //内部变量，用于记录引脚在端口寄存器中的偏移量

//内部函数声明

//解析端口号和引脚

static void gpio_port_pin_num(uint_16 port_pin,uint_8* port,uint_8* pin);

//解析基地址和引脚在寄存器中的偏移量

static void gpio_ptr_bit(uint_16 port_pin,GPIO_MemMapPtr* gpio_ptr,uint_32* bit);

//===========================================================================

//函数名称：gpio_init

//函数返回：无

//参数说明：port_pin：(端口号)|(引脚号)（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）

//       dir：引脚方向（0=输入，1=输出,可用引脚方向宏定义）

//       state：端口引脚初始状态（0=低电平，1=高电平）

//功能概要：初始化指定端口引脚作为GPIO引脚功能，并定义为输入或输出，若是输出，

//       还指定初始状态是低电平或高电平

//===========================================================================

void gpio_init(uint_16 port_pin, uint_8 dir, uint_8 state)

{

//局部变量声明

GPIO_MemMapPtr gpio_ptr;    //声明port_ptr为GPIO结构体类型指针

gpio_ptr_bit(port_pin,&gpio_ptr,&bit);//计算基地址和和引脚在寄存器中的偏移量

//根据带入参数dir，决定引脚为输出还是输入

if (1 == dir)   //希望为输出

{

//端口数据方向寄存器定义为输出

BSET(bit, GPIO_PDDR_REG(gpio_ptr));//1为通用输出，0零表示作为输入

//输出清零寄存器

BSET(bit, GPIO_PCOR_REG(gpio_ptr));//该寄存器置1，引脚输出被置位为0

//初始状态为低电平

gpio_set(port_pin, state);   //调用gpio_set函数，设定引脚初始状态

} 

else 

{

//希望为输入

BCLR(bit, GPIO_PDDR_REG(gpio_ptr));

}

}

//===========================================================================

//函数名称：gpio_set

//函数返回：无

//参数说明：port_pin：端口号|引脚号（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）

//       state：引脚初始状态（0=低电平，1=高电平）

//功能概要：设定引脚状态为低电平或高电平

//===========================================================================

void gpio_set(uint_16 port_pin, uint_8 state)

{

//局部变量声明

GPIO_MemMapPtr gpio_ptr;    //声明port_ptr为GPIO结构体类型指针

gpio_ptr_bit(port_pin,&gpio_ptr,&bit);//计算基地址和和引脚在寄存器中的偏移量

//根据带入参数state，决定引脚为输出1还是0

if (1==state) 

{

BSET(bit,gpio_ptr->PDOR);//对应位置为1

} else {

BCLR(bit,gpio_ptr->PDOR);//对应位置为0

}

}

//===========================================================================

//函数名称：gpio_get

//函数返回：指定引脚的状态（1或0）

//参数说明：port_pin：端口号|引脚号（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）

//功能概要：获取指定引脚的状态（1或0）

//===========================================================================

uint_8 gpio_get(uint_16 port_pin)

{

//局部变量声明

GPIO_MemMapPtr gpio_ptr;    //声明port_ptr为GPIO结构体类型指针

gpio_ptr_bit(port_pin,&gpio_ptr,&bit);//计算基地址和和引脚在寄存器中的偏移量

//返回引脚的状态

return ((BGET(bit,gpio_ptr->PDIR))>=1 ? 1:0);

}

//===========================================================================

//函数名称：gpio_reverse

//函数返回：无

//参数说明：port_pin：端口号|引脚号（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）

//功能概要：反转指定引脚输出状态。

//===========================================================================

void gpio_reverse(uint_16 port_pin)

{

//局部变量声明

GPIO_MemMapPtr gpio_ptr;    //声明port_ptr为GPIO结构体类型指针

gpio_ptr_bit(port_pin,&gpio_ptr,&bit);//计算基地址和和引脚在寄存器中的偏移量

//反转指定引脚输出状态

BSET(bit,gpio_ptr->PTOR);

}

//===========================================================================

//函数名称：gpio_pull

//函数返回：无

//参数说明：port_pin：端口号|引脚号（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）

//       pullselect：引脚上拉使能选择（ 0=上拉除能，1=上拉使能）

//功能概要：使指定引脚上拉高电平

//===========================================================================

void gpio_pull(uint_16 port_pin, uint_8 pullselect)

{

//局部变量声明

uint_8 port;                //端口号

uint_8 pin;                 //引脚号

gpio_port_pin_num(port_pin, &port, &pin);   //解析出端口号及引脚号

//计算引脚在寄存器中的偏移量

if (port < 4)               //端口号为PORTA~PORTD

{

//引脚所在的位数

bit = 8 * port + pin;

if (1==pullselect){BSET(bit,PORT_PUE0);}//端口上拉使能低位寄存器0上拉使能

else {BCLR(bit,PORT_PUE0);}//上拉除能（不使能）

}

else if(3 {

//引脚所在的位数

bit = 8 * (port - 4) + pin;

if (1==pullselect){BSET(bit,PORT_PUE1);}//端口上拉使能低位寄存器1上拉使能

else {BCLR(bit,PORT_PUE1);}

}

else                       //端口号为PORTI

{

//引脚所在的位数

bit = 8 * (port - 8) + pin;

if (1==pullselect){BSET(bit,PORT_PUE2);}//端口上拉使能低位寄存器2上拉使能

else {BCLR(bit,PORT_PUE2);}

}

}

//----------------------以下为内部函数存放处----------------------------------------

//===========================================================================

//函数名称：gpio_port_pin_num

//函数返回：无

//参数说明：port_pin：端口号|引脚号（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）

//       port：解析出的端口号

// pin:解析出的引脚号（0~8，实际取值由芯片的物理引脚决定）

//功能概要：将传进参数port_pin（例：PORTB|(5)）进行解析，得出具体端口号与引脚号，由port、pin传出。

//       例如，PORTB|(5)解析为*port=PORTB，*pin=5）。

//备        注：port,pin为传地址参数，目的是将结果带回，调用函数前，不需要赋值

//===========================================================================

static void gpio_port_pin_num(uint_16 port_pin,uint_8* port,uint_8* pin)

{

*port = port_pin>>8;

*pin = port_pin;

}

//===========================================================================

//函数名称：gpio_ptr_bit

//函数返回：无

//参数说明：port_pin：端口号|引脚号（例：PORTB|(5) 表示为B口5号脚）

//          gpio_ptr：解析出的基地址

//       bit:引脚在寄存器中的偏移量

//功能概要：将传进参数port_pin（例：PORTB|(5)）进行解析，解析基地址和引脚在寄存器中的偏移量，由gpio_ptr、bit传出。

//          例如：PORTB|(5)解析为基地址为GPIOA_BASE_PTR，偏移量为13

//备        注：port,pin为传地址参数，目的是将结果带回，调用函数前，不需要赋值

//===========================================================================

//解析基地址和引脚在寄存器中的偏移量

static void gpio_ptr_bit(uint_16 port_pin,GPIO_MemMapPtr* gpio_ptr,uint_32* bit)

{

uint_8 port;                //端口号

uint_8 pin;                 //引脚号

gpio_port_pin_num(port_pin, &port, &pin);   //解析出端口号及引脚号

//计算引脚在寄存器中的偏移量

if (port < 4)               //端口号为PORTA~PORTD

{

//端口所在的寄存器基地址

*gpio_ptr = GPIOA_BASE_PTR;

//引脚所在的位数

*bit = 8 * port + pin;

} 

else if(3 {

//端口所在的寄存器基地址

*gpio_ptr = GPIOB_BASE_PTR;

//引脚所在的位数

*bit = 8 * (port - 4) + pin;

}

else                       //端口号为PORTI

{

//端口所在的寄存器基地址

*gpio_ptr = GPIOC_BASE_PTR;

//引脚所在的位数

*bit = 8 * (port - 8) + pin;

}

}

//----------------------------内部函数结束---------------------------------------