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GPIO(General Purpose I/O Ports)意思为通用输入/输出端口,通俗地说,就是一些引脚,可以通过它们输出高低电平、或者通过它们读入引脚的状态──是高电平还是低电平。
三星 S3C2440,有130个I/O端口,分为A-J九组,可以通过设置寄存器来确定某个引脚用于输入、输出还是特殊功能。在这里通过四个实验介绍GPIO的简单使用。
1、通过汇编语言点亮LED灯
首先需要看原理图,知道LED与芯片引脚的关系。
由原理图可知,2440引脚作为输出引脚与LED灯连接,要使LED灯点亮,配置相关寄存器为输出引脚,且将该引脚输出低电平即可点亮LED灯。查看2440芯片手册,GPB组引脚控制寄存器地址为:0x56000010,数据寄存器地址为:0x56000014。点亮LED1的汇编代码为:
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.text
.global _start
_start:
LDR R0,=0x56000010 @ R0设为GPBCON寄存器。此寄存器用于选择端口B各引脚的功能: 是输出、是输入、还是其他
MOV R1,#0x00000400
STR R1,[R0] @ 设置GPB5为输出口, 位[11:10]=0b01
LDR R0,=0x56000014 @ R0设为GPBDAT寄存器。此寄存器用于读/写端口B各引脚的数据
MOV R1,#0x00000000 @ 此值改为0x00000020,可让LED1熄灭
STR R1,[R0] @ GPB5输出0,LED1点亮
MAIN_LOOP:
B MAIN_LOOP
其Makefile为:
led_on.bin : led_on.S
arm-linux-gcc -g -c -o led_on.o led_on.S
arm-linux-ld -Ttext 0x0000000 -g led_on.o -o led_on_elf
arm-linux-objcopy -O binary -S led_on_elf led_on.bin
clean:
rm -f led_on.bin led_on_elf *.o
编译后下载到TQ2440开发板后效果:led_1点亮
2、通过C语言点亮LED灯
在使用C语言点亮LED灯时,首先需要进行硬件相关初始化与软件相关初始化。硬件相关有:关看门狗、初始化时钟、初始化SDRAM等,而对于点亮LED灯实验,只需要关闭看门狗即可;软件方面,需要设置返回地址,即设置栈、调用main函数等。首先,汇编代码部分:
.text
.global _start
_start:
ldr r0, =0x53000000 @ WATCHDOG寄存器地址
mov r1, #0x0
str r1, [r0] @ 写入0,禁止WATCHDOG,否则CPU会不断重启
ldr sp, =1024*4 @ 设置堆栈,注意:不能大于4k, 因为现在可用的内存只有4K,nand flash中的代码在复位后会移到内部ram中,此ram只有4K
bl main @ 调用C程序中的main函数
halt_loop:
b halt_loop
C语言部分:
#define GPBCON (*(volatile unsigned long *)0x56000010)
#define GPBDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000014)
int main()
{
GPBCON = 0x00000400; // 设置GPB5为输出口, 位[11:10]=0b01
GPBDAT = 0x00000000; // GPB5输出0,LED1点亮
return 0;
}
Makefile代码为:
led_on_c.bin : crt0.S led_on_c.c
arm-linux-gcc -g -c -o crt0.o crt0.S
arm-linux-gcc -g -c -o led_on_c.o led_on_c.c
arm-linux-ld -Ttext 0x0000000 -g crt0.o led_on_c.o -o led_on_c_elf
arm-linux-objcopy -O binary -S led_on_c_elf led_on_c.bin
arm-linux-objdump -D -m arm led_on_c_elf > led_on_c.dis
clean:
rm -f led_on_c.dis led_on_c.bin led_on_c_elf *.o
编译后下载到TQ2440开发板后效果:led_1点亮
3、通过按键控制LED灯点亮
通过按键控制LED灯时,首先看原理图,了解按键与2440芯片连接的引脚关系。
使用汇编完成相关初始化,跳转到main函数中,C程序部分通过按键实现LED灯的亮与灭。
汇编代码:
.text
.global _start
_start:
ldr r0, =0x53000000 @ WATCHDOG寄存器地址
mov r1, #0x0
str r1, [r0] @ 写入0,禁止WATCHDOG,否则CPU会不断重启
ldr sp, =1024*4 @ 设置堆栈,注意:不能大于4k, 因为现在可用的内存只有4K,nand flash中的代码在复位后会移到内部ram中,此ram只有4K
bl main @ 调用C程序中的main函数
halt_loop:
b halt_loop
C语言代码:
#define GPFCON (*(volatile unsigned long *)0x56000050)
#define GPFDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000054)
#define GPBCON (*(volatile unsigned long *)0x56000010)
#define GPBDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000014)
/*
* LED1,LED2,LED3、LED4对应GPB5、GPB6、GPB7、GPB8
*/
#define GPB5_out (1<<(5*2))
#define GPB6_out (1<<(6*2))
#define GPB7_out (1<<(7*2))
#define GPB8_out (1<<(8*2))
#define GPB5_msk (3<<(5*2))
#define GPB6_msk (3<<(6*2))
#define GPB7_msk (3<<(7*2))
#define GPB8_msk (3<<(8*2))
/*
* K1,K2,K3,K4对应GPF1、GPF4、GPF2、GPF0
*/
#define GPF0_in (0<<(0*2))
#define GPF1_in (0<<(1*2))
#define GPF2_in (0<<(2*2))
#define GPF4_in (0<<(4*2))
#define GPF0_msk (3<<(0*2))
#define GPF1_msk (3<<(1*2))
#define GPF2_msk (3<<(2*2))
#define GPF4_msk (3<<(4*2))
int main()
{
unsigned long dwDat;
// LED1,LED2,LED3,LED4对应的4根引脚设为输出
GPBCON &= ~(GPB5_msk | GPB6_msk | GPB7_msk | GPB8_msk);
GPBCON |= GPB5_out | GPB6_out | GPB7_out | GPB8_out;
// K1,K2,K3,K4对应的4根引脚设为输入
GPFCON &= ~(GPF0_msk | GPF1_msk | GPF2_msk | GPF4_msk);
GPFCON |= GPF0_in | GPF1_in | GPF2_in | GPF4_in;
while(1){
//若Kn为0(表示按下),则令LEDn为0(表示点亮)
dwDat = GPFDAT; // 读取GPF管脚电平状态
if (dwDat & (1<<1)) // K1没有按下
GPBDAT |= (1<<5); // LED1熄灭
else
GPBDAT &= ~(1<<5); // LED1点亮
if (dwDat & (1<<4)) // K2没有按下
GPBDAT |= (1<<6); // LED2熄灭
else
GPBDAT &= ~(1<<6); // LED2点亮
if (dwDat & (1<<2)) // K3没有按下
GPBDAT |= (1<<7); // LED3熄灭
else
GPBDAT &= ~(1<<7); // LED3点亮
if (dwDat & (1<<0)) // K4没有按下
GPBDAT |= (1<<8); // LED4熄灭
else
GPBDAT &= ~(1<<8); // LED4点亮
}
return 0;
}
Makefile:
key_led.bin : crt0.S key_led.c
arm-linux-gcc -g -c -o crt0.o crt0.S
arm-linux-gcc -g -c -o key_led.o key_led.c
arm-linux-ld -Ttext 0x0000000 -g crt0.o key_led.o -o key_led_elf
arm-linux-objcopy -O binary -S key_led_elf key_led.bin
arm-linux-objdump -D -m arm key_led_elf > key_led.dis
clean:
rm -f key_led.dis key_led.bin key_led_elf *.o
编译后下载到TQ2440开发板后效果:
4、通过延时循环点亮LED灯
与使用点亮一盏LED灯类似,通过循环与延时函数即可完成另LED循环闪烁的效果。
实验源码