新唐Cortex-M0通用头文件NUC1xxM051Seriescfg.h使用说明

 

           新唐Cortex-M0通用头文件NUC1xxM051Seriescfg.h使用说明

菜农HotPower@163.com  2011.3.28 于雁塔菜地

    菜农HotPower长期致力于MCU头文件的研究，头文件NUC1xxM051Seriescfg.h归属菜农的红杏系列。

它的宗旨是简化特殊寄存器的**，快捷地访问并可控制到位。

1.文件路径

  NUC1xxM051Seriescfg.h包含了对新唐Cortex-M0两大系列NUC1xx和M05x所有寄存器的定义。可以

共用，也可分别引用。

对于NUC1xx系列：可将本文件拷贝到...\CMSIS\CM0\DeviceSupport\Nuvoton\NUC1xx内。

对于M05x系列：  可将本文件拷贝到...\CMSIS\CM0\DeviceSupport\Nuvoton\M051Series内。

2.工程引用

  NUC1xxM051Seriescfg.h是对新唐头文件<NUC1xx.h>或<M051Series.h>的扩展和兼容，而非替代。

对于Nuc1xx用户:

  #include "nuc1xx.h"

  #include "NUC1xxM051Seriescfg.h"

对于M05x用户:

  #include "M051Series.h"

  #include "NUC1xxM051Seriescfg.h"

3.使用方法

  现在以菜农新唐Cortex-M0助学开发板上的发光二极管的控制为例说明红杏头文件的使用。

该发光二极管L6位于NUC120RE3AN的GPA12.

在target.h中有如下宏定义：

  #define PortLed  PAs//Led端口GPIO

  #define PmdLed   PMD12//Led位Px.Pin12

  #define PinLed   Pin12//Led位Px.Pin12

故Led被绑定在GPA12上。其初始化在system.cpp中，Led初始化代码被添加在PortInit()函数中。

void SystemObj:ortInit(void)

{

PortLed.PMD.Bits.PmdLed = GPIO_PMD_OUTPUT;//设置LED为输出模式

}

此写法是红杏系列的手法，其特点就是不易出错，想错都难。

其功劳在于Bits位域结构与联合。Bits显式地指明其后的PmdLed是PortLed.PMD寄存器的一个位.

3.1 假若想用寄存器的结构方法写，可有如下多种表示方法：

  PortLed.PMD.Regs |= GPIO_PMD_OUTPUT << GPIO_PMD_PMD12;

  PAs.PMD.Regs |= GPIO_PMD_OUTPUT << GPIO_PMD_PMD12;

  PORTs.Px[0].PMD.Regs |= GPIO_PMD_OUTPUT << GPIO_PMD_PMD12;//0-PA,1-PB,2...

  PORTs.PA.PMD.Regs |= GPIO_PMD_OUTPUT << GPIO_PMD_PMD12;

3.2 假若想用位域的结构方法写，可有如下多种表示方法：

  PortLed.PMD.Bits.PMD12 = GPIO_PMD_OUTPUT;

  PAs.PMD.Bits.PMD12 = GPIO_PMD_OUTPUT;

  PORTs.Px[0].PMD.Bits.PMD12 = GPIO_PMD_OUTPUT;//0-PA,1-PB,2...

  PORTs.PA.PMD.Bits.PMD12 = GPIO_PMD_OUTPUT;

3.3 假若想用寄存器的结构指针方法写，可有如下多种表示方法：

  Px(0)->MD.Regs |= GPIO_PMD_OUTPUT << GPIO_PMD_PMD12;//0-PA,1-PB,2...

  PORTx(0)->MD.Regs |= GPIO_PMD_OUTPUT << GPIO_PMD_PMD12;//0-PA,1-PB,2...

3.4 假若想用位域的结构指针方法写，可有如下多种表示方法：

  Px(0)->MD.Bits.PMD12 = GPIO_PMD_OUTPUT;//0-PA,1-PB,2...

  PORTx(0)->MD.Bits.PMD12 = GPIO_PMD_OUTPUT;//0-PA,1-PB,2...

红杏方法太多，这里只列举常用的四种写法。

其中结构数组或结构指针数组适应于未知端口号的场合。



4.位域的安全性

  红杏系列以Bits指出右值为位域的值，以Regs指出右值为寄存器的值。首先这样减少了出错的机会。

由于寄存器操作某个位实际是由“读、改、写”三个阶段组成的，故寄存器的写法可能会产生错误。

如上的PMD寄存器，它的位域PMDxx由2个位及4种IO方式组成：

  GPIO_PMD_INPUT=0,GPIO_PMD_OUTPUT=1,GPIO_PMD_OPENDRAIN=2,GPIO_PMD_QUASI=3

寄存器写法：

  PAs.PMD.Regs |= GPIO_PMD_OUTPUT << GPIO_PMD_PMD12;

此写法可能产品错误，因为“|=”是置位，应该先清除之。完整正确的方法如下：

  PAs.PMD.Regs &= ~(0x03 << GPIO_PMD_PMD12);

  PAs.PMD.Regs |= GPIO_PMD_OUTPUT << GPIO_PMD_PMD12;

而用位域则不需要这种考虑：

  PAs.PMD.Bits.PMD12 = GPIO_PMD_OUTPUT;

故位域要比寄存器的写法直观和安全。

5.位域的效率低下

  以上主要讲解了位域的优点，当需要对某个端口的数个位同时操作时，就显示出了位域的效率低下的

问题。

  对于一位控制，下面的写法与寄存器的一样简洁：

  PortLed.DOUT.Bits.PinLed = 1;//LED灭(高电平)

  PortLed.DOUT.Bits.PinLed = 0;//LED亮(低电平)

但是对于超过一位控制或要求一个端口同时控制多个位时，显然必须用寄存器的写法：

  PAs.DOUT.Regs |= ((1 << Bit0) | (1 << Bit1) | (1 << Bitn));

  PAs.DOUT.Regs &= ~((1 << Bit0) | (1 << Bit1) | (1 << Bitn));

显然寄存器的写法效率明显要超过位域的写法，代码要优化很多。

6.红杏与库效率的差距

  现在以库函数DrvGPIO_Open()为例，比较其差距。

int32_t DrvGPIO_Open(E_DRVGPIO_PORT port, int32_t i32Bit, E_DRVGPIO_IO mode)

{

    volatile uint32_t u32Reg;

    

    if ((i32Bit < 0) || (i32Bit > 16))

    {

        return E_DRVGPIO_ARGUMENT;

    }    

    u32Reg = (uint32_t)&GPIOA->MD + (port*PORT_OFFSET);    

    if ((mode == E_IO_INPUT) || (mode == E_IO_OUTPUT) || (mode == E_IO_OPENDRAIN))

    {

        outpw(u32Reg, inpw(u32Reg) & ~(0x3<<(i32Bit*2)));

        if (mode == E_IO_OUTPUT)

        {

            outpw(u32Reg, inpw(u32Reg) | (0x1<<(i32Bit*2)));

        }else

        if (mode == E_IO_OPENDRAIN) 

        {

            outpw(u32Reg, inpw(u32Reg) | (0x2<<(i32Bit*2)));

        }

    }else

if (mode == E_IO_QUASI)

    {

        outpw(u32Reg, inpw(u32Reg) | (0x3<<(i32Bit*2)));

    }else

    {

        return E_DRVGPIO_ARGUMENT;

    }

        

return E_SUCCESS;

}

红杏的写法：

  PORTs.Px[port].PMD.Regs |= mode << (16 + (i32Bit *2));

  Px(port)->MD.Regs |= mode << (16 + (i32Bit *2));