ARM学习笔记--GPIO接口
S3C2410共有117个I/O端口,共分为A~H共8组:GPA、GPB、...、GPH。S3C2440共有130个I/O端口,分为A~J共9组:GPA、GPB、...、GPJ。可以通过设置寄存器来确定某个引脚用于输入、输出还是其他特殊功能。比如:可以设置GPH6作为输入、输出、或者用于串口。
1 GPIO硬件介绍
1.1 通过寄存器来操作GPIO引脚
GPxCON用于选择引脚功能,GPxDAT用于读/写引脚数据;另外,GPxUP用于确定是否使用内部上拉电阻。x为B、...、 H/J,没有GPAUP寄存器。
1.1.1 GPxCON寄存器
从寄存器的名字可以看出,它用于配置(Configure)-选择引脚功能。
PORTA与PORTB~PORT H/J在功能选择方面有所不同,GPACON中每一位对应一根引脚(共23根引脚)。当某位被设为0时,相应引脚为输出引脚,此时我们可以在GPADAT 中相应位写入0或是1让此引脚为低电平或高电平;当某位被设为1时,相应引脚为地址线或用于地址控制,此时GPADAT无用。一般而言,GPACON通常被设为全1,以便访问外部存储器件。
PORT B~ PORT H/J在寄存器操作方面完全相同。GPxCON中每两位控制一根引脚:00表示输入、01表示输出、10表示特殊功能、11保留不用。
1.1.2 GPxDAT寄存器
GPxDAT用于读/写引脚;当引脚被设为输入时,读此寄存器可知相应引脚的电平状态是高还是低;当引脚被设为输出时,写此寄存器相应位可以令此引脚输出高电平或是低电平。
1.1.3 GPxUP寄存器
GPxUP:某位为1时,相应引脚无内部上拉电阻;为0时,相应引脚使用内部上拉电阻。
上拉电阻的作用在于:当GPIO引脚处于第三态(即不是输出高电平,也不是输出低电平,而是呈高阻态,即相当于没接芯片)时,它的电平状态由上拉电阻、下拉电阻确定。
1.2 访问硬件
1.2.1 访问单个引脚
单个引脚的操作无外乎3种:输出高低电平、检测引脚状态、中断。对某个引脚的操作一般通过读、写寄存器来完成。
访问这些寄存器是通过软件来读写它们的地址。比如:S3C2410和S3C2440的GPBCON、GPBDAT寄存器地址都是0x56000010、0x56000014,可以通过如下的指令让GPB5输出低电平。
#define GPBCON (*volatile unsigned long *)0x56000010) //long=int 4字节;char 1字节;short 2字节
#define GPBDAT (*volatile unsigned long *)0x56000014)
#define GPB5_out (1<(582))
GPBCON = GPB5_out;
GPBDAT &= ~(1<5);
1.2.2 以总线方式访问硬件
并非只能通过寄存器才能发出硬件信号,实际上通过访问总线的方式控制硬件更为常见。如下图所示S3C2410/S3C2440与NOR Flash的连线图,读写操作都是16位为单位。
图中缓冲器的作用是以提搞驱动能力、隔离前后级信号。NOR Flash(AM29LV800BB)的片选信号使用nGCS0信号,当CPU发出的地址信号处于0x00000000~0x07FFFFFF之间时,nGCS0信号有效(为低电平),于是NOR Flash被选中。这时,CPU发出的地址信号传到NOR Flash;进行写操作时,nWE信号为低,数据信号从CPU发给NOR Flash;进行读操作时,nWE信号为高,数据信号从NOR Flash发给CPU。
ADDR1~ADDR20 ------------------> >--------------------A0~A19
DATA0~DATA15 <-----------------> <------------------->D0~D15
nOE ------------------> -------------------->nOE
nWE ------------------> -------------------->nWE
nGCS0 ------------------> -------------------->nCE
S3C2410/S3C2440 缓冲器 NOR Flash(AM29LV800BB)
软件如何发起写操作呢,下面有几个例子的代码进行讲解。
1)地址对齐的16位读操作
unsigned short *pwAddr = (unsigned short *)0x2;
unsigned short uwVal;
uwVal = *pwAddr;
上述代码会向NOR Flash发起读操作:CPU发出的读地址为0x2,则地址总线ADDR1~ADDR20、A0~A19的信号都是1、0...、0(CPU的ADDR0 为0,不过ADDR0没有接到NOR Flash上)。NOR Flash的地址就是0x1,NOR Flash在稍后的时间里将地址上的16位数据取出,并通过数据总线D0~D15发给CPU。
2)地址位不对齐的16位读操作
unsigned short *pwAddr = (unsigned short *)0x1;
unsigned short uwVal;
uwVal = *pwAddr;
由于地址是0x1,不是2对齐的,但是BANK0的位宽被设为16,这将导致异常。我们可以设置异常处理函数来处理这种情况。在异常处理函数中,使用 0x0、0x2发起两次读操作,然后将两个结果组合起来:使用地址0x0的两字节数据D0、D1;再使用地址0x02读到D2、D3;最后,D1、D2组合成一个16位的数字返回给wVal。如果没
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