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DSP-F2812的通用输入输出多路复用器GPIO #159

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DSP-F2812的通用输入/输出多路复用器GPIO

2014年4月24日,沈阳,5号楼

1. GPIO多路复用器

多路复用的意思很明白吧,就是一个引脚有好几个功能。我又一次惊叹了,本来DSP引脚就跟蜈蚣似的,再复用,那岂不是更多功能了。说也是,但是人家TI就是这么设计的,我们必须要遵从这个规则,而且,还要明白,这个是怎么用的。废话不多说了,进入正题。

GPIO是多路复用的意思,也可以做功能引脚,也可以做I/O口,I/O口的意思就是输入输出口,那就说明DSP可以输入可以输出,可以吞吐。那么功能引脚是什么呢?功能引脚很简单了,就是有一定功能的引脚呗。比如说,咱们的EV,SCI,SPI,ECAN,这些丰富的外设,我们想要用这些这些功能的时候,相应地通过外部的一定控制来进行使能,所以就是功能引脚。比如举个简单的栗子,SCI,异步通信接口,这个很通用是吧,这个引脚的名字是:右图所示,一个SCI发送使能引脚,一个SCI接收使能引脚。我们用它来实现SCI的发送和接收的功能。同样滴,这两个引脚可以做通用的I/O口。是不是很神奇。背后的操纵一会儿再说,我们知道了,这个引脚是有两个用法的,一个是功能引脚,一个是通用I/O口。

一下图片是从DSP上面截下来的,是为了让我们更清晰的看见什么是GPIO。这里有一些是GPIO,

image-20221203094240747 img img

有以下不是GPIO,但多数都是,PWM肯定是啦,CAP那个也是,SPI也是。

2. GPIO的寄存器

GPIO就是I/O引脚的管理机构,它能够管理I/O引脚,召唤出I/O的功能。它的管理机制和理念就是,将56个引脚分成6组进行管理,分为GPIOA,GPIOB,GPIOC,GPIOD,GPIOE,GPIOF。也就是将这56个属于这个I/O的引脚分为了6组,而且这个6组的I/O引脚不是平均分配的,不一定是谁多谁少。他们分别是,16,16,4,3,15,2个引脚。

咱们首先想想,就跟设置东西似的,GPIO能设置什么东西,首先第一步,肯定设置什么引脚吧,那我的选择就是功能引脚或者I/O口呗。那么设置为功能引脚就没什么说的了,功能就固定呗,你是SCI就是SCI,你是EV就是EV。但是如果我选择I/O引脚,又出现两个分路口了吧,是输入?还是输出?对吧,要不然你怎么指定啥是啥功能呢?你说对吧。现在设置什么搞明白了,就开始怎么设置了。DSP的设置通常都是对寄存器进行设置,那么很简单了,我需要了解几个寄存器我就能对GPIO进行相应的设置了。

GPIO的寄存器分为了两种:第一种就是控制类的,包括功能选择寄存器,GPxMUX,方向控制寄存器GPxDIR,输入限定控制寄存器GPxQUAL。第二种就是数据寄存器,主要是数据寄存器GPxDAT,置位寄存器GPxSET,清除寄存器GPxCLEAR和取反寄存器GPxTOGGLE组成。

我先说说怎么记忆,然后再说说都是干啥的。

功能选择,顾名思义就是个选择功能呗,很简单,GPxMUX进行的设置就是这个引脚是IO口,还是功能引脚,举个例子,CANRXA引脚。是CAN总线的接收使能引脚,我查询一下CNRXA是那个GPIO组管辖之内的,现在去找那个表…..原来是GPIOF管辖的脚,现在知道它在GPIOF省了,那么它在哪个市是不是还要知道。哦,原来它在第7市,好了,我需要的信息就是这些了。然后我怎么设置呢?如下:

EALLOW;
GpioMuxRegs.GPFMUX.bit.CANRXA_GPIOF7 = 1; // 0为I/O口,1为CAN总线的功能引脚
EDIS;

你看先得允许喽,EALLOW,才能修改,看来是硬件级的。而且命名的规则就是前面是引脚标示+下划线+“省市”。

上面是设置功能引脚,那么设置成I/O口有啥不同呢?

EALLOW;
GpioMuxRegs.GPFMUX.bit.CANRXA_GPIOF7 = 0;
GpioMuxRegs.GPADIR.bit.GPIOF7 = 0;  // 等于1为输出引脚,等于0为输入引脚。
EDIS;

上面选择为I/O口了,对应的要设置方向啊,就是输入还是输出,为1就是输出,为0就是输入,这个记忆不难,但是你不记肯定会蒙圈。

好了,以上问题都解决了,进入下一话题。

GPxQUAL寄存器。这是个什么寄存器呢,咱们猜测一下,看字面意思,GPx不用说好了,QUAL貌似是序列的意思。GPxQUAL,跟序列有关系。

下面上图再解释。

image-20221203094552241

能看懂以上的图吗?看一个图,当然先看题目喽。GPIO Signal,GPIO的信号,上面两个高电平然后连续的低电平,之后突然又一个高电平,之后又是低电平,然后连续高电平。这就是对于GPIO信号的描述。我们很容易,也有很大的概率判定那个突变的1是干扰,可能是噪声之类的。或许GPIO这个机制命运颠沛流离吧,各种干扰会来,所以DSP设计GPIO的时候也同样进行了一个抗干扰设计。这个机制就是GPxQUAL寄存器主要的内容。我翻译一下下面的NOTE。A:这个小故障被输入限定器忽略掉了,这个QUALPRD位(GPxQUAL寄存器)这个地方规定了限定采样周期,它能够从00变化到0xFF。当QUALPRD = 00的时候输入限定没有被应用。对于任何其他的值,这个限定采样周期是2倍的你设定那个任意值。连续6个采样到相同的值将会被认同。-

我翻译的不是很好,不过那真的是原汁原味的英语啊。用我们的话说,就是存在GPxQUAL寄存器中的一个QUALPRD位,如果将这个位设定为0,那么那种抗干扰的能力不会被使能。如果是其他的值,比如我写了个5,他将会以2*5的CPU时钟周期计时。就像是如图的下面的SYSCLKOUT。如果连续的6个时钟周期采样的值都是一样的,那么久认同这个值是有效的。那么如果有一个像上面的值突变的情况,肯定是这个值被忽略掉了呗。这就是这个什么序列寄存器的作用,就是为了抗干扰的。

GPIO数据寄存器

这个也是个神仙一样的寄存器存在于GPIO中,这个设置可能有两种方法进行设置,我们也要弄清楚,并且看清楚,是置位还是置数。置位的意思就是清零,置数的意思就是写数,当然啦,当我置数的时候置了个0那么就等同于置位了呗。我说的功能上重叠就是这个意思。下面我们看看怎么用这个数据寄存器。

(我还要声明一下:以前设计的内容是一些控制类的寄存器,对于他们呢,我们需要声明EALLOW的保护,而对于现在的数据寄存器,我们只是为了写数而已,所以不用进行EALLOW的声明。)

数据寄存器是,GpioDataRegs,我什么都不说了,上程序,拿程序说话什么都明白了,

if(GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIOA == 1){   // 可读性
    GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIOA = 0;   // 可写性
}

以上是对GPxDAT寄存器进行操作,我上面说的,还存在一个功能重叠的寄存器,那就是置位寄存器,我们的置位寄存器是怎么应用的呢?置位寄存器只能对该位进行清零操作,其他的数是没有办法的。还需要注意一点,就是置数寄存器对一个位进行写0操作,直接写0就好使。但是对于置位寄存器,它的功能是置位,如果使能该寄存器的功能就是写1,所以,对其写1操作就是对该位清0,一定要注意这个问题。

GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIOA0 = 1;     // 置数寄存器,置1
GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIOA0 = 1;   // 清零寄存器,置0;

最后说一个寄存器,我都没注意到,第二次看才看到,真是温故而知新,书读百遍其义自现啊。或许也应该注意这个问题,说不定某年某月看到这个了知道这个不一定会用上的小痞子,就获得成功了。其实每一步啊,即便是不起眼的东西,说不定有一天,它能成为一个问题的关键。不论是一个事儿,还是一个人!

GPxTOGGLE**寄存器**,他的作用就是翻转电平。原来是高的变低,以前是低的现在变高。

声明一下:对于GPxDATA中的CLEAR功能,和GPXTOGGLE翻转电平的功能,如果我们写0的话,肯定是没用,一点儿作用都没有。所以对于他们,有意义的是,写1。我们要想起这些GPIO的寄存器,方便我们的设置。GPIO很重要的。

示例:

例子:GPIO引脚控制LED的闪烁。原理图没有,很简单,直接接到GPIO上面,我们也可以想象到,只是我想在这里面说说用法。

#include <DSP28_Device.h>

void delay_loop(void);

void InitSysCtrl(void){
    Uint16 i;
    EALLOW;
    SysCtrlRegs.WDCR = 0x0068;
    SysCtrlRegs.PLLCR  = 0xA;
    for(i = 0; i <= 5000; i++){}
    SysCtrlRegs.HISPCP.all = 0x001;
    SysCtrlRegs.LOSPCP.all = 0x002;
    EDIS;
}

void InitGpio(void){

    EALLOW;
    GpioMuxRegs.GPFMUX.bit.XF_GPIOF14 = 0;
    GpioMuxRegs.GPFDIR.bit.GPIOF14 = 1;
}
void main(void){
    int kk = 0;
    InitSysCtrl();
    DINT;
    IER = 0x0000;
    IFR = 0x0000;
    InitPieCtrl();
    InitPieVectTable();
    InitGpio();
    while(1){
        GpioDataRegs.GPFCLEAR.bit.GPIOF14 = 1;
        for(kk = 0; kk < 100; kk++){
            delay_loop();
        }
        GpioDataRegs.GPFSET.bit.GPIOF14 = 1;
        for(kk = 0; kk < 100; kk++){
            delay_loop();
        }
    }
}
void delay_loop(void){
    short i ;
    for(i = 0; i < 30000; i++){ }
}